JP2003233199A - 測定方法、描画方法、基材の製造方法、および電子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】３次元的な描画フィールド間のつなぎの誤差が
測定でき、特に載置台の移動に伴うヨーイング、ローリ
ングなどの変動に起因する誤差を測定でき、基材の３次
元形状を精度良く描画ならしめる測定方法、描画方法、
基材の製造方法、および電子ビーム描画装置を提供す
る。 【解決手段】 測定用基材に対してビームを照射するこ
とにより測定用の描画パターンを描画して描画の精度を
測定する測定方法。前記測定用基材を前記ビームに対し
て特定の角度に傾けて配置し、前記測定用基材を載置す
る載置台を少なくとも前記ビームが照射される第１の方
向に沿って移動させ、前記測定用基材に対して少なくと
も前記載置台を移動させる前後にて前記測定用基材上の
異なる位置に各々前記ビームを走査することで複数の各
描画パターンを各々描画する描画ステップを含む。前記
測定用基材上に描画された、少なくとも前記載置台の移
動前後の各描画パターンの相関関係を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定方法、描画方
法、基材の製造方法、および電子ビーム描画装置に関
し、特に、電子ビーム描画装置において、描画の位置精
度やそれに伴う描画形状への影響を評価する方法及び、
電子ビーム焦点深度よりも長い厚さを有してなる被描画
層を含む基材に対するつなぎの評価を精度よく行う方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報記録媒体として、例えばＣ
Ｄ、ＤＶＤ等が広く使用されており、これらの記録媒体
を読み取る読取装置などの精密機器には、多くの光学素
子が利用されている。これらの機器に利用される光学素
子、例えば光レンズなどは、低コスト化並びに小型化の
観点から、ガラス製の光レンズよりも樹脂製の光レンズ
を用いることが多い。このような樹脂製の光レンズは、
一般の射出成形によって製造されており、射出成形用の
成形型も、一般的な切削加工によって形成されている。

【０００３】また、光学素子などを含む基材の表面上に
所望の形状を描画加工するものとしては、光露光などの
手法を用いた露光装置などによって加工を行うことが行
われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで最近では、光
学素子に要求されるスペックや性能自体が向上してきて
おり、例えば、光学機能面に回折構造などを有する光学
素子を製造する際に、当該光学素子を射出成形するため
には、成形型にそのような回折構造を付与するための面
を形成しておく必要がある。

【０００５】しかし、現在用いられているような成形技
術や加工技術の切削バイトにて、成形型にそうした回折
構造などの微細な形状を形成しようとすると、加工精度
が劣るとともに、バイトの強度、寿命の点で限界があ
り、サブミクロンオーダーあるいはそれ以下の精密な加
工を行うことができない。

【０００６】特に、ＣＤ―ＲＯＭのピックアップレンズ
と比較して、ＤＶＤ等の媒体におけるピックアップレン
ズでは記録密度の増加に対して、より精度の高い回折構
造が要求され、光の波長より小さいレベル、例えばｎｍ
レベルでの加工精度が求められる。しかし、上述のよう
に従来の切削加工ではこうした加工精度は得られなかっ
た。

【０００７】一方、光露光などの手法では、平坦な材料
しか加工することができない。また、ウエハ基板用の装
置では、照射される光の波長より短い構造をレンズのよ
うな非平面上に正確に形成することが難しいという問題
がある。

【０００８】それに対して、電子ビームを用いて描画パ
ターンの描画を行う手法は、曲面上に微細な加工をする
上で優れていることを発明者らは見いだした。

【０００９】ところで、電子ビームを用いて３次元的に
表面高さが変化する基材に描画を行う際には、電子ビー
ムによる描画位置を前記表面の高さ変化に合わせるため
に、高さ方向で基材を載置する載置台を移動させること
が考えられる。

【００１０】その際、描画時に前記載置台を高さ方向に
沿って移動させると、当該移動に伴い、ヨーイング、ロ
ーリング等に起因した描画ラインの誤差が生じ、本来描
画すべき描画ラインと異なる位置に描画ラインが描画さ
れてしまう。

【００１１】また、載置台は、３次元ＸＹＺ座標系にお
いて描画中Ｚ軸方向にｍｍオーダーで移動させる必要が
ある。当該移動に伴うＸＹ方向の水平移動量の誤差に対
しては、干渉系等を利用することにより前記誤差を計測
することが考えられるが、Ｚ軸方向の移動に伴う前記ヨ
ーイングやローリング等による回転量の誤差は、計測す
ることすらできなかった。

【００１２】さらに、電子ビーム描画においては、一方
の描画フィールドにおいて複数ラインを描画した後に前
記載置台を移動させ、次いで他方の描画フィールドにお
いて複数ラインを描画するようにして順次描画していく
ために、各描画フィールドの境界には「つなぎ」と称さ
れる繋ぎ目が形成されるが、従来のような平面的な２次
元の移動によるつなぎの計測手法では、３次元的に形状
が変化する基材を描画する際の具体的状態すら観察する
ことが困難であった。

【００１３】このため、３次元形状をサブミクロンオー
ダーで描画するような場合には、ＸＹ平面上だけではな
くＺ軸方向を含む３次元的な描画フィールド間のつなぎ
の誤差を定量的に求めることは困難であり、正確に精度
良く描画できないという問題があった。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、３次元形状に変化す
る基材を描画する際に、３次元的な描画フィールド間の
つなぎの誤差を測定することができ、特に、高さ方向へ
の載置台の移動に伴うヨーイング、ローリングなどの変
動に起因する誤差を測定することの可能で、描画時の適
正な補正を可能として基材に対して３次元形状を精度良
く描画ならしめる測定方法、描画方法、基材の製造方
法、および電子ビーム描画装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、基材に対する描画の精度
を測定する測定方法であって、測定用基材を前記ビーム
に対して特定の角度に傾けて配置し、前記測定用基材を
載置する載置台を少なくとも前記ビームが照射される第
１の方向に沿って移動させ、前記測定用基材に対して少
なくとも前記載置台を移動させる前後にて前記測定用基
材上の異なる位置に各々前記ビームを走査することで前
記測定用基材上に複数の各描画パターンを各々描画する
描画ステップと、前記測定用基材上に描画された、少な
くとも前記載置台の移動前後の各描画パターンの相関関
係を測定する測定ステップと、を含むことを特徴として
いる。

【００１６】また、請求項２に記載の発明は、前記測定
ステップは、一方の前記描画パターンに対する他方の前
記描画パターンの位置関係を測定することを特徴として
いる。

【００１７】また、請求項３に記載の発明は、前記測定
ステップは、一方の前記描画パターンに対する他方の前
記描画パターンの傾きの誤差を測定することを特徴とし
ている。

【００１８】また、請求項４に記載の発明は、前記測定
ステップは、各前記描画パターン間の間隔の誤差を測定
することを特徴としている。

【００１９】また、請求項５に記載の発明は、前記測定
ステップは、特定の走査距離に対する一方の描画パター
ンの全長と他方の前記描画パターンの全長との誤差を測
定することを特徴としている。

【００２０】また、請求項６に記載の発明は、前記描画
パターンは描画ラインであり、前記描画ステップは、前
記ビームの走査方向に沿って複数の描画ラインを特定の
間隔をおいて描画する第１ステップと、前記載置台を前
記第１の方向に沿って移動させる第２ステップと、前記
第１ステップでの前記走査方向の走査開始位置をずらし
た状態で、前記ビームの走査方向に沿って複数の描画ラ
インを特定の間隔をおいて描画する第３ステップと、前
記載置台を、前記第２ステップでの位置よりさらに前記
第１の方向に沿って前記第２のステップでの移動距離と
略等しい距離に移動させる第４ステップと、前記第１〜
前記第４の各ステップを繰り返すステップと、を含むこ
とを特徴としている。

【００２１】また、請求項７に記載の発明は、前記描画
パターンは描画ラインであり、前記描画ステップは、前
記ビームの走査方向に沿って１本の描画ラインを描画す
る第１ステップと、前記載置台を前記第１の方向に沿っ
て特定の距離に移動させる第２ステップと、前記ビーム
の走査方向に沿って１本の描画ラインを前記第１ステッ
プでの描画ラインと特定の間隔をおいて描画する第３ス
テップと、前記載置台を、前記第２ステップでの位置よ
りさらに前記第１の方向に沿って前記第２のステップで
の移動距離と略等しい距離に移動させる第４ステップ
と、前記第１〜前記第４の各ステップを繰り返すステッ
プと、を含むことを特徴としている。

【００２２】また、請求項８に記載の発明は、前記描画
パターンは描画ラインであり、前記描画ステップは、前
記走査方向に沿って特定の間隔の複数の各描画ラインに
よる第１の描画領域を描画する第１ステップと、前記載
置台を前記第１の方向に沿って特定の距離に移動させる
第２ステップと、前記第１の描画領域と隣接する位置に
て前記走査方向に沿って特定の間隔の複数の各描画ライ
ンからなる第２の描画領域を描画する第３ステップと、
前記第１〜前記第３の各ステップを繰り返すステップ
と、を含むことを特徴としている。

【００２３】また、請求項９に記載の発明は、前記描画
ステップは、各描画領域に描画される各描画ラインを、
各描画領域の境界部に近い描画ラインのみとすることを
特徴としている。

【００２４】また、請求項１０に記載の発明は、前記描
画ステップは、前記第１の描画領域に描画される各描画
ラインを、副走査方向に沿って描画形成された第１の目
盛りとして描画するステップと、前記第２の描画領域
を、前記第１の描画領域と一部オーバーラップするオー
バーラップ部を含むように形成し、前記第２の描画領域
に描画される各描画ラインを、副走査方向に沿って描画
形成された第２の目盛りとして描画し、この際に、前記
オーバーラップ部において前記第１の目盛りと走査方向
で相隣接するように前記第２の目盛りを形成するステッ
プと、を含み、前記測定ステップは、前記第１の目盛り
と前記第２の目盛りとの誤差を測定することを特徴とし
ている。

【００２５】また、請求項１１に記載の発明は、前記描
画領域に形成される描画ラインは、走査方向の描画ライ
ンと副走査方向の描画ラインとの組み合わせであること
を特徴としている。

【００２６】また、請求項１２に記載の発明は、前記描
画パターンは、略直線であることを特徴としている。

【００２７】また、請求項１３に記載の発明は、前記描
画パターンは、断続線であることを特徴としている。

【００２８】また、請求項１４に記載の発明は、前記描
画パターンは、特定の規則を有する曲線であることを特
徴としている。

【００２９】また、請求項１５に記載の発明は、前記描
画パターンは、前記ビームの走査方向もしくは副走査方
向に沿って描画されるように設定されることを特徴とし
ている。

【００３０】また、請求項１６に記載の発明は、上述の
いずれかの測定方法により測定された測定結果に基づい
て、基材に対するビームの描画を制御する描画方法であ
って、当該測定結果に基づいて、描画条件を補正するた
めの補正データを算出する算出ステップと、前記補正デ
ータに基づいて、前記基材上で前記ビームを走査して描
画を行う際の描画条件を補正演算し、当該描画の制御が
なされる描画制御ステップと、を含むことを特徴として
いる。

【００３１】また、請求項１７に記載の発明は、前記描
画条件は、各描画領域における前記ビームを偏向する偏
向手段に与える電圧情報であることを特徴としている。

【００３２】また、請求項１８に記載の発明は、３次元
形状に変化する基材に対してビームを照射することで当
該基材上に描画を行う描画方法であって、測定用基材に
対して前記ビームを照射することにより仮描画し、描画
装置の精度を測定して描画条件の校正を行うための第１
のモードと、前記基材に対してビームを照射して本描画
を行う第２のモードとのモード切換が設定されるモード
設定ステップと、設定された第１、第２のいずれかのモ
ードに基づいて、前記測定用基材又は基材に対して描画
を行う描画ステップと、を含むことを特徴としている。

【００３３】また、請求項１９に記載の発明は、前記第
１のモードにおいて、前記測定用基材を前記ビームに対
して特定の角度に傾けて配置し、前記測定用基材を載置
する載置台を少なくともＺ軸方向に沿って移動させつ
つ、前記測定用基材に対して少なくとも前記載置台を移
動させる前後にて前記測定用基材上の異なる位置に各々
前記ビームを走査することで複数の各描画ラインを各々
描画する描画ステップと、前記測定用基材上に描画され
た、少なくとも前記載置台の移動前後の各描画ラインの
位置関係を測定する測定ステップと、当該測定結果に基
づいて、描画条件を補正するための補正データを算出す
る算出ステップと、を含むことを特徴としている。

【００３４】また、請求項２０に記載の発明は、３次元
形状に変化する基材に対してビームを照射することで当
該基材上に描画を行う描画方法であって、測定用基材を
前記ビームに対して特定の角度に傾けて配置し、前記測
定用基材を載置する載置台を少なくともＺ軸方向に沿っ
て移動させつつ、前記測定用基材に対して少なくとも前
記載置台を移動させる前後にて前記測定用基材上の異な
る位置に各々前記ビームを走査することで複数の各描画
ラインを各々描画する描画ステップと、前記測定用基材
を現像する現像ステップと、前記測定用基材上に描画さ
れた現像後の各描画ラインの位置関係を測定する測定ス
テップと、当該測定結果に基づいて、描画条件を補正す
るための補正データを算出する算出ステップと、前記測
定用基材を前記基材と交換して前記載置台上にセットす
るステップと、前記補正データに基づいて、前記基材上
で前記ビームを走査して描画を行う際の描画条件を補正
演算し、前記基材に対する当該描画の制御がなされる基
材描画ステップと、を含むことを特徴としている。

【００３５】また、請求項２１に記載の発明は、前記測
定用基材描画ステップでは、前記測定用基材を前記特定
の角度に傾けて配設させるための配設部材を、前記載置
台上に設けた状態で描画することを特徴としている。

【００３６】また、請求項２２に記載の発明は、上述い
ずれかの描画方法を用いて基材を製造する基材の製造方
法であって、描画された前記基材を現像し、現像された
前記基材の表面で電鋳を行い、成型用の金型を形成する
ステップを含むことを特徴としている。

【００３７】また、請求項２３に記載の発明は、前記成
型用の金型を用いて成型基材を形成するステップを有す
ることを特徴としている。

【００３８】また、請求項２４に記載の発明は、前記成
型基材を、光学素子にて形成することを特徴としてい
る。

【００３９】また、請求項２５に記載の発明は、前記光
学素子をレンズにて形成することを特徴としている。

【００４０】また、請求項２６に記載の発明は、３次元
に形状変化する基材に対して電子ビームを走査すること
により前記基材の描画を行う電子ビーム描画装置であっ
て、予め測定用基材に対して前記電子ビームを照射する
ことにより仮描画し、描画の精度を測定して描画条件の
校正を行うための第１のモードと、前記基材に対して前
記電子ビームを照射して本描画を行う第２のモードとの
モード設定の切換を制御するモード切換手段と、設定さ
れた第１、第２のいずれかのモードに基づいて、前記測
定用基材もしくは前記基材に対して描画を行うように制
御する制御手段と、を含むことを特徴としている。

【００４１】また、請求項２７に記載の発明は、３次元
に形状変化する基材に対して電子ビームを走査すること
により前記基材の描画を行う電子ビーム描画装置であっ
て、測定用基材を前記電子ビームに対して特定の角度に
傾けて配置し、前記測定用基材を載置する載置台を少な
くともＺ軸方向に沿って移動させ、前記測定用基材に対
して少なくとも前記載置台を移動させる前後にて前記測
定用基材上の異なる位置に各々前記電子ビームを走査す
ることで複数の各描画ラインを各々描画し、前記測定用
基材上に描画された各描画ラインの位置関係を測定する
測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づいて、
描画条件を補正するための補正データを算出する算出手
段と、前記補正データに基づいて、前記基材上で前記ビ
ームを走査して描画を行う際の描画条件を補正演算し、
前記基材の描画を行うように制御する制御手段と、を含
むことを特徴としている。

【００４２】また、請求項２８に記載の発明は、前記制
御手段は、前記補正データに基づいて、前記ビームの偏
向を行う偏向手段に与える電圧を制御して前記基材の描
画を行うように制御することを特徴としている。

【００４３】また、請求項２９に記載の発明は、電子ビ
ームを照射する電子ビーム照射手段と、前記電子ビーム
照射手段にて照射された電子ビームの焦点位置を可変と
するための電子レンズと、前記電子ビームを照射するこ
とで描画される３次元に形状変化する基材もしくは測定
用基材を載置する載置台と、前記電子ビームを前記載置
台の載置面のＸ軸Ｙ軸方向に偏向する偏向手段と、前記
測定用基材上に描画される測定用の描画パターンを測定
するための第１の測定手段と、前記基材上に描画される
描画位置を測定するための第２の測定手段と、前記第１
の測定手段による測定結果に基づいて、前記偏向手段に
与える電圧を補正するための補正データを算出する算出
手段と、前記第２の測定手段にて測定された前記描画位
置に基づき、前記電子レンズの電流値もしくは前記載置
台のＺ軸方向の移動を調整して前記電子ビームの焦点位
置を前記描画位置に応じて可変制御する第１の制御手段
と、前記測定用基材に描画パターンを描画した後に前記
基材に交換し、前記補正データに基づいて、前記偏向手
段に与える電圧を補正演算し、前記基材の描画を行うよ
うに制御する第２の制御手段と、を含み、前記第１の測
定手段は、前記測定用基材を前記電子ビームに対して特
定の角度に傾けて前記載置台上の配設部材に配置して、
前記測定用基材に対して少なくとも前記載置台をＺ軸方
向に移動させる前後にて前記測定用基材上の異なる位置
に各々前記電子ビームを走査することで複数の各描画ラ
インを各々描画し、前記測定用基材上に描画された各描
画ラインの位置関係を測定することを特徴としている。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
の一例について、図面を参照して具体的に説明する。

【００４５】［第１の実施の形態］ （電子ビーム描画装置の全体構成）先ず、本実施の形態
における特徴は、３次元に形状変化する基材に対して電
子ビームによる描画を行う際に、３次元的な描画フィー
ルド間のつなぎの誤差を測定可能とし、特に、載置台の
Ｚ軸方向の移動に伴うヨーイングやローリング等による
誤差を測定可能とするものである。この測定の際には、
描画対象である測定用基材を電子ビーム照射軸に対し、
斜めにセットした状態で描画を行い、この描画結果を測
定する。

【００４６】そして、この測定結果をフィードバックす
ることにより３次元的な描画フィールド間のつなぎの精
度を向上させるものである。

【００４７】このような特徴の説明に先立って、前提と
なる電子ビーム描画装置の全体構成の概要から説明する
こととする。以下に、構成の一例を図１に示す。図１
は、本実施の形態の電子ビーム描画装置の全体の概略構
成を示す説明図である。

【００４８】本実施形態例の電子ビーム描画装置１は、
図１に示すように、大電流で高解像度の電子線プローブ
を形成して高速に電子ビームを描画対象の基材２上を走
査するものであり、高解像度の電子線プローブを形成
し、電子ビームを生成してターゲットに対してビーム照
射を行う電子ビーム生成手段である電子銃１２と、この
電子銃１２からの電子ビームを通過させるスリット１４
と、スリット１４を通過する電子ビームの前記基材２に
対する焦点位置を制御するための電子レンズ１６と、電
子ビームが出射される経路上に配設された仕切弁１８・
ブランキング補正用のコイル１９と、電子ビームを偏向
させることでターゲットである基材２上の走査位置等を
制御する偏向器２０と、非点補正を行うための電子レン
ズ２２と、対物レンズ２３と、を含んで構成されてい
る。なお、これらの各部は、鏡筒１０内に配設されて電
子ビーム出射時には真空状態に維持される。

【００４９】電子レンズ１６は、高さ方向に沿って複数
箇所に離間して設置される各コイル１７ａ、１７ｂ、１
７ｃの各々の電流値によって電子的なレンズが複数生成
されることで各々制御され、電子ビームの焦点位置が制
御される。

【００５０】さらに、電子ビーム描画装置１は、描画対
象となる基材２を載置するための載置台であるＸＹＺス
テージ３０と、このＸＹＺステージ３０上の載置位置に
基材２を搬送するための搬送手段であるローダ４０と、
ＸＹＺステージ３０上の基材２の表面の基準点を測定す
るための第２の測定手段である第２の測定装置８０と、
ＸＹＺステージ３０を駆動するための駆動手段であるス
テージ駆動手段５０と、ローダを駆動するためのローダ
駆動装置６０と、鏡筒１０内及びＸＹＺステージ３０を
含む筐体１１内を真空となるように排気を行う真空排気
装置７０と、基材２への電子ビームの照射に基づいて発
生した例えば２次電子を検出して描画ライン等を観察す
るための２次電子検出器９１と、ＸＹＺステージ３０の
微小電流を計測する微小電流計９２と、これらの制御を
司る制御手段である電気操作排気制御系１０１・描画制
御系１２０と、各種コンピュータを備えた制御用の情報
処理ユニット１８０と、不図示の電源等を含んで構成さ
れている。

【００５１】ここで、本実施の形態においては、詳細は
後述するが、前記２次電子検出器９１と後述する各部を
含んでなる第１の測定装置（符号なし）を有している。
この第１の測定装置は、基材２上に描画された描画ライ
ンの幅や深さを計測するためのものである。

【００５２】なお、前記２次電子検出器９１に変えて電
子顕微鏡等の観察系を備えたり、不図示の他の観察光学
系備えたりしてもよく、これらを利用して基材の状態を
観察してもよい。

【００５３】第２の測定装置８０は、基材２の高さ位置
を検出するためのものであり、基材２に対してレーザー
を照射することで基材２を測定する第１のレーザー測長
器８２と、第１のレーザー測長器８２にて発光されたレ
ーザー光（第１の照射光）が基材２を反射し当該反射光
を受光する第１の受光部８４と、前記第１のレーザー測
長器８２とは異なる照射角度から照射を行う第２のレー
ザー測長器８６と、前記第２のレーザー測長器８６にて
発光されたレーザー光（第２の照射光）が基材２を反射
し当該反射光を受光する第２の受光部８８と、を含んで
構成されている。

【００５４】ステージ駆動手段５０は、ＸＹＺステージ
３０をＸ方向に駆動するＸ方向駆動機構５１と、ＸＹＺ
ステージ３０をＹ方向に駆動するＹ方向駆動機構５２
と、ＸＹＺステージ３０をＺ方向に駆動するＺ方向駆動
機構５３と、ＸＹＺステージ３０をθ方向に駆動するθ
方向駆動機構５４と、を含んで構成されている。なお、
この他、Ｙ軸を中心とするα方向に回転駆動可能なα方
向駆動機構５５、Ｘ軸を中心とするψ方向に回転駆動可
能なψ方向駆動機構５６を設けて、ステージをピッチン
グ、ヨーイング、ローリング可能に構成してもよい。こ
れによって、ＸＹＺステージ３０を３次元的に動作させ
たり、アライメントを行うことができる。

【００５５】電気操作排気制御系１０１は、電子銃１２
に電源を供給する電子銃電源部での電流、電圧などを調
整制御するＴＦＥ電子銃制御部１０２と、電子レンズ１
６（複数の各電子的なレンズを各々）を動作させるため
のレンズ電源部での各電子レンズに対応する各電流を調
整制御して電子銃の軸合わせを制御する電子銃軸合わせ
制御部１０３と、電子レンズ１６（複数の各電子的なレ
ンズを各々）の各レンズに対応する各電流を調整制御す
る集束レンズ制御部１０４と、非点補正用のコイル２２
を制御するための非点補正制御部１０５と、対物レンズ
２３を制御するための対物レンズ制御部１０６と、偏向
器２０に対して基材２上の走査を行う際のスキャン信号
を発生せしめるスキャン信号発生部１０８と、２次電子
検出器９１からの検出信号を制御する２次電子検出制御
部１１１と、２次電子検出制御部１１１からの検出信号
に基づいてイメージ信号を表示するための制御を行うイ
メージ信号表示制御部１１２と、真空排気装置７０の真
空排気を制御する真空排気制御回路１１３と、これら各
部の制御並びに微小電流計９２の制御を司る制御部１１
４と、を含んで構成される。

【００５６】描画制御系１２０は、偏向器２０にて成形
方向の偏向を行う成形偏向部１２２ａと、偏向器２０に
て副走査方向の偏向を行うための副偏向部１２２ｂと、
偏向器２０にて（主）走査方向の偏向を行うための主偏
向部１２２ｃと、成形偏向部１２２ａを制御するために
デジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ
変換器１２４ａと、副偏向部１２２ｂを制御するために
デジタル信号をアナログ信号に変換制御する高速Ｄ／Ａ
変換器１２４ｂと、主偏向部１２２ｃを制御するために
デジタル信号をアナログ信号に変換制御する高精度Ｄ／
Ａ変換器１２４ｃと、を含んで構成される。

【００５７】また、描画制御系１２０は、第１のレーザ
ー測長器８２のレーザー照射位置の移動及びレーザー照
射角の角度等の制御を行う第１のレ−ザー測定制御回路
１３１と、第２のレーザー測長器８６のレーザー照射位
置の移動及びレーザー照射角の角度等の制御を行う第２
のレ−ザー測定制御回路１３２と、第１のレーザー測長
器８２でのレーザー照射光の出力（レーザーの光強度）
を調整制御するための第１のレーザー出力制御回路１３
４と、第２のレーザー測長器８６でのレーザー照射光の
出力を調整制御するための第２のレーザー出力制御回路
１３６と、第１の受光部８４での受光結果に基づき、測
定結果を算出するための第１の測定算出部１４０と、第
２の受光部８８での受光結果に基づき、測定結果を算出
するための第２の測定算出部１４２と、ステージ駆動手
段５０を制御するためのステージ制御回路１５０と、ロ
ーダ駆動装置６０を制御するローダ制御回路１５２と、
上述の第１、第２のレーザー測定制御回路１３１、１３
２・第１、第２のレーザー出力制御回路１３４、１３６
・第１、第２の測定算出部１４０、１４２・ステージ制
御回路１５０・ローダ制御回路１５２を制御する機構制
御回路１５４と、を含んで構成される。

【００５８】さらに、描画制御系１２０は、コイル１９
での電流値を制御することで一の描画ラインから次の描
画ラインまでのブランキング区間であるビームブランキ
ングを制御するビームブランキング制御部１６１と、描
画フィールドを制御するためのフィールド回転制御部１
６２と、描画パターンに応じた各種描画モード（円＋ラ
スタ等）を組み合わせて利用する等を制御するマルチモ
ード制御部１６３と、基材２上に電子ビームをラスタス
キャン（走査）するように制御するためのラスタスキャ
ン制御部１６４と、円パターンを描画するように制御す
る円パターン制御部１６５と、オングストロームパター
ンを描画するように制御するオングストロームパターン
制御部１６６と、各種偏向を制御するＥＢ偏向制御部１
６７と、２次電子検出器９１に関連するビデオアンプ１
６８と、基準クロックに基づいて各種制御信号（パルス
信号）を生成制御するためのマスタークロックカウント
部１７１と、情報処理ユニット１８０からの情報を各部
に適合する形の制御信号とするための制御を行う制御系
３００と、これら各部への制御信号の入出力を制御する
ＣＰＧインターフェース１６９と、を含んで構成され
る。

【００５９】情報処理ユニット１８０は、各種情報を操
作入力するためのキーボード・マウス・トラックボール
等からなる操作入力部１５８と、後述する校正用描画や
通常描画などのモード切換ないしはモード設定等の各種
設定・基材２の表面状態や断層像（基材の特定箇所の各
断面）、走査像などのモニタや３次元グラフィック画像
等の表示・各種描画のシミュレーション等の各種ソフト
ウエアの表示等各種表示が可能なディスプレイ等の表示
部１８２と、入力された情報や各種制御を行うための制
御プログラムなどの各種プログラム・測定結果・補正テ
ーブル・各種ソフトウエア等や他の複数の情報を記憶す
るための記憶手段であるハードディスク１８３と、外部
記録媒体であるＭＯ１８４などに記録された情報をリー
ドライト可能な装置（符号なし）と、各種情報を印字出
力可能な印刷手段ないしは画像形成可能な画像形成装置
であるプリンタ１８５と、これらの制御を司るホストコ
ンピュータである制御部１８６と、を含んで構成されて
いる。

【００６０】また、本実施形態の電子ビーム描画装置１
では、操作入力部１８１などを含むいわゆる「操作系」
ないしは「操作手段」においては、アナログスキャン方
式、デジタルスキャン方式の選択、基本的な形状の複数
の各描画パターンの選択等の各種コマンドの選択等の基
本的な操作が可能となっていることは言うまでもない。

【００６１】ハードディスク１８３（ディスク装置）に
は、例えば、描画パターンに関する情報や、描画ソフト
ウエア（専用ＣＡＤ）１９１、描画パターンや基材２の
３次元形状を設計するための一般的な３次元ＣＡＤ機能
を有するソフトウエアであるＣＡＤ１９２や、このＣＡ
Ｄ１９２にて作成された例えばファイル形式を前記専用
の描画ソフトウエア１９１にて読み込めるファイル形式
にフォーマット変換（コンバート）するためのフォーマ
ット変換ソフトウエア１９３などを記憶させておくこと
が好ましい。なお、記憶手段としては、例えば、半導体
メモリなどの記憶装置の一領域として形成してもよい。

【００６２】制御部１８６は、前記操作入力部１８１を
用いて指定された通常描画ないしは校正用描画などのモ
ード選択指示に基づいて、モード切換を制御するモード
切換制御部１８６ａと、基材２やその走査像、校正用描
画における現像結果の描画ラインの形状ないしは測定結
果等を観察認識するための各種画像処理を行う画像処理
部１８６ｂと、前記校正用描画における測定結果に基づ
いて３次元的なつなぎによる誤差の補正を行うために必
要な各種演算等の制御を行う誤差制御系４００と、を含
んで構成される。

【００６３】なお、本実施の形態の「モード切換制御部
１８６ａ」により本発明にいう「モード切換手段」を構
成できる。このモード切換手段は、予め測定用基材に対
して前記電子ビームを照射することにより仮描画し、描
画の精度を測定して描画条件の校正を行うための第１の
モードと、前記基材に対して前記電子ビームを照射して
本描画を行う第２のモードとのモード設定の切換を制御
する。

【００６４】さらに、本実施の形態の「偏向器２０」等
により本発明にいう「偏向手段」を構成できる。この偏
向手段は、電子ビームを載置台の載置面のＸ軸Ｙ軸方向
に偏向する。

【００６５】また、本実施の形態の「２次電子検出器９
１」、「２次電子検出制御部１１１」、「イメージ信号
表示制御部１１１」、「制御部１１４」、「画像処理部
１８６ｂ」により本発明にいう「測定手段」ないしは
「第１の測定手段」を構成できる。

【００６６】この測定手段は、測定用基材を前記電子ビ
ームに対して特定の角度に傾けて配置し、前記測定用基
材を載置する載置台を少なくともＺ軸方向に沿って移動
させ、前記測定用基材に対して少なくとも前記載置台を
移動させる前後にて前記測定用基材上の異なる位置に各
々前記電子ビームを走査することで複数の各描画ライン
を各々描画し、前記測定用基材上に描画された各描画ラ
インの位置関係を測定する。

【００６７】また、測定手段は、前記測定用基材上に描
画される測定用の描画パターンを測定する。

【００６８】加えて、本実施の形態の「電気操作排気制
御系１０１」及び「描画制御系１２０」により本発明に
いう「制御手段」を構成できる。この制御手段は、設定
された第１、第２のいずれかのモードに基づいて、前記
測定用基材もしくは前記基材に対して描画を行うように
制御する。

【００６９】さらに、本実施の形態の「電気操作排気制
御系１０１」及び「描画制御系１２０」により本発明に
いう「第１の制御手段」を構成できる。この第１の制御
手段は、前記第２の測定手段にて測定された前記描画位
置に基づき、前記電子レンズの電流値もしくは前記載置
台のＺ軸方向の移動を調整して前記電子ビームの焦点位
置を前記描画位置に応じて可変制御する。

【００７０】画像処理部１８６ｂは、例えば２次電子検
出器９１からの検出信号を受け取って２次電子検出制御
部１１１およびイメージ信号表示制御部１１２を介して
画像データを形成する。さらに、特定箇所を表示するた
めに、各画像データおよび位置データに基づいて、例え
ば画像等を表示部１８２に表示するよう処理する。この
際、画像処理部１８６ｂは、前記画像データから、任意
のＸ、Ｙ、Ｚ座標のデータを読み出し、所望の視点から
見た立体的な画像を表示部１８２に表示可能としてもよ
い。また、該画像データに対して、輝度の変化による輪
郭抽出などの画像処理を行い、電子ビームによって形成
された孔、線など、基材の表面の特徴的な部分の大きさ
や位置を認識し、ＸＹＺステージ３０が基材２を所望の
位置に配されているか否かや、電子ビームによって、所
望の大きさの孔、線が基材２に形成されたか否かを判定
できようにしてよい。

【００７１】制御部１８６は、操作入力部１８１の指
示、あるいは、画像データなどに基づいて、各部へ各種
条件を設定する。さらに、操作入力部１８１などから入
力される使用者の指示などに応じて、ＸＹＺステージ３
０および電子ビーム照射のための各部を制御できる。

【００７２】また、上記制御部１８６は、２次電子検出
器制御部１１１によってデジタル値に変換された２次電
子検出器９１からの全ての検出信号を受け取る。該検出
信号は、電子ビームが走査している位置、すなわち、電
子ビームの偏向方向に応じて変化する。したがって、偏
向方向と該検出信号とを同期させることにより、電子ビ
ームの各走査位置における基材の表面形状を検出でき
る。制御部１８６は、これらを走査位置に対応して再構
成して、基材の表面の画像データを表示部１８２上に表
示できる。

【００７３】上述のような構成を有する電子ビーム描画
装置１において、ローダ４０によって搬送された基材２
ないしは測定用基材がＸＹＺステージ３０上に載置され
ると、真空排気装置７０によって鏡筒１０及び筐体１１
内の空気やダストなどを排気したした後、電子銃１２か
ら電子ビームが照射される。

【００７４】使用者は、例えば、操作入力部１８１など
を用いて、例えば描画領域、描画時間、電圧値等の描画
の条件設定を指定することが好ましい。

【００７５】描画が開始されると、電子銃１２から照射
された電子ビームは、電子レンズ１６を介して偏向器２
０により偏向され、偏向された電子ビームＢ（以下、こ
の電子レンズ１６を通過後の偏向制御された電子ビーム
に関してのみ「電子ビームＢ」と符号を付与することが
ある）は、ＸＹＺステージ３０上の基材２の表面、例え
ば曲面部（曲面）２ａ上の描画位置に対して照射される
ことで描画が行われる。

【００７６】この際に、第２の測定装置８０によって、
基材２上の描画位置（描画位置のうち少なくとも高さ位
置）、もしくは後述するような基準点の位置が測定さ
れ、電気操作制御系１０１・描画制御系１２０は、当該
測定結果に基づき、電子レンズ１６のコイル１７ａ、１
７ｂ、１７ｃなどに流れる各電流値などを調整制御し
て、電子ビームＢの焦点深度の位置、すなわち焦点位置
を制御し、当該焦点位置が前記描画位置となるように移
動制御される。

【００７７】あるいは、測定結果に基づき、電気操作制
御系１０１・描画制御系１２０は、ステージ駆動手段５
０を制御することにより、前記電子ビームＢの焦点位置
が前記描画位置となるようにＸＹＺステージ３０を移動
させる。

【００７８】また、本例においては、電子ビームの制
御、ＸＹＺステージ３０の制御のいずれか一方の制御に
よって行っても、双方を利用して行ってもよい。

【００７９】そして、走査により、基材２の表面より放
出される２次電子を検出し、検出結果に基づいて、画像
処理部１８６ｂにより画像処理を施し、該領域の表面形
状を示す像を表示部１８２に表示する。

【００８０】ここで、本実施の形態においては、特に、
基材２の描画に先だってセットされる測定用基材上の描
画ラインを、２次電子検出器９１からの検出信号に基づ
いて画像処理部１８６ｂが画像処理（抽出）し、表示部
１８２にて表示認識させる。

【００８１】なお、装置としては、このような例に限ら
ず、電子ビームによる描画と表面観測とを同時に行い、
基材の表面に平行な平面の画像を順次取得し、３次元画
像データとして蓄積すると共に、画像変換により任意の
断面を得る構成を有してもよい。

【００８２】ここで、本実施の形態においては、３次元
的なつなぎを描画するための描画ラインを測定する「第
１の測定装置」（符号なし）としては、例えば、上述の
２次電子検出器９１、２次電子検出制御部１１１、イメ
ージ信号表示制御部１１１、制御部１１４、制御部１８
６、ハードディスク１８３、表示部１８２、操作入力部
１８１などにより構成することができる。

【００８３】勿論、補正する誤差の演算やテーブルを形
成するための演算は、前記制御部１８６により行って
も、あるいは、他の情報処理装置を用いて行ってもよ
い。

【００８４】（第２の測定装置）次に、第２の測定装置
８０では、第１のレーザー測長器８２により電子ビーム
と交差する方向から基材２に対して第１の光ビームを照
射し、基材２を透過する第１の光ビームの受光によっ
て、第１の光強度分布が検出される。

【００８５】この際に、第１の光ビームは、基材２の底
部にて反射されるため、第１の強度分布に基づき、基材
２の平坦部２ｂ上の（高さ）位置が測定算出されること
になる。しかし、この場合には、基材２の曲面部２ａ上
の（高さ）位置を測定することができない。

【００８６】そこで、本例においては、さらに第２のレ
ーザー測長器８６を設けている。すなわち、第２のレー
ザー測長器８６によって、第１の光ビームと異なる電子
ビームとほぼ直交する方向から基材２に対して第２の光
ビームを照射し、基材２を透過する第２の光ビームが第
２の受光部８８を介して受光されることによって、第２
の光強度分布が検出される。

【００８７】この場合、第２の光ビームが曲面部２ａ上
を透過することとなるので、前記第２の強度分布に基づ
き、基材２の平坦部より突出する曲面部２ａ上の（高
さ）位置を測定算出することができる。

【００８８】具体的には、第２の光ビームがＸＹ基準座
標系における曲面部２ａ上のある位置（ｘ、ｙ）の特定
の高さを透過すると、この位置（ｘ、ｙ）において、第
２の光ビームが曲面部２ａの曲面にて当たることにより
散乱光が生じ、この散乱光分の光強度が弱まることとな
る。このようにして、第２の受光部８８にて検出された
第２の光強度分布に基づき、位置が測定算出される。

【００８９】そして、この基材の高さ位置を、例えば描
画位置として、前記電子ビームの焦点位置の調整が行わ
れ描画が行われることとなる。

【００９０】（描画位置算出の原理の概要）次に、電子
ビーム描画装置１における、描画を行う場合の原理の概
要について、説明する。

【００９１】先ず、基材２は、図２（Ａ）（Ｂ）に示す
ように、例えば樹脂等による光学素子例えば光レンズ等
にて形成されることが好ましく、断面略平板状の平坦部
２ｂと、この平坦部２ｂより突出形成された曲面をなす
曲面部２ａと、を含んで構成されている。この曲面部２
ａの曲面は、球面に限らず、非球面などの他のあらゆる
高さ方向に変化を有する自由曲面であってよい。

【００９２】このような基材２において、予め基材２を
ＸＹＺステージ３０上に載置する前に、基材２上の複数
例えば３個の基準点Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２を決定して
この位置を測定しておく（測定Ａ）。これによって、例
えば、基準点Ｐ００とＰ０１によりＸ軸、基準点Ｐ００
とＰ０２によりＹ軸が定義され、３次元座標系における
第１の基準座標系が算出される。ここで、第１の基準座
標系における高さ位置をＨｏ（ｘ、ｙ）（第１の高さ位
置）とする。これによって、基材２の厚み分布の算出を
行うことができる。

【００９３】一方、基材２をＸＹＺステージ３０上に載
置した後も、同様の処理を行う。すなわち、図２（Ａ）
に示すように、基材２上の複数例えば３個の基準点Ｐ１
０、Ｐ１１、Ｐ１２を決定してこの位置を測定しておく
（測定Ｂ）。これによって、例えば、基準点Ｐ１０とＰ
１１によりＸ軸、基準点Ｐ１０とＰ１２によりＹ軸が定
義され、３次元座標系における第２の基準座標系が算出
される。

【００９４】さらに、これらの基準点Ｐ００、Ｐ０１、
Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２により第１の基準座標
系を第２の基準座標系に変換するための座標変換行列な
どを算出して、この座標変換行列を利用して、第２の基
準座標系における前記Ｈｏ（ｘ、ｙ）に対応する高さ位
置Ｈｐ（ｘ、ｙ）（第２の高さ位置）を算出して、この
位置を最適フォーカス位置、すなわち描画位置として電
子ビームの焦点位置が合わされるべき位置とすることと
なる。これにより、上述の基材２の厚み分布の補正を行
うことができる。

【００９５】なお、上述の測定Ｂは、電子ビーム描画装
置１の第２の測定手段である第２の測定装置８０を用い
て測定することができる。

【００９６】そして、測定Ａは、予め別の場所において
他の測定装置を用いて測定しおく必要がある。このよう
な、基材２をＸＹＺステージ３０上に載置する前に予め
基準点を測定するための測定装置としては、上述の第２
の測定装置８０と全く同様の構成の測定装置を採用する
ことができる。

【００９７】この場合、測定結果は、不図示のネットワ
ークを介してデータ転送されて、メモリハードディスク
１８３などに格納されることとなる。もちろん、この測
定装置が不要となる場合も考えられる。

【００９８】上記のようにして、描画位置が算出され
て、電子ビームの焦点位置が制御されて描画が行われる
こととなる。

【００９９】具体的には、図２（Ｃ）に示すように、電
子ビームの焦点深度ＦＺ（ビームウエストＢＷ）の焦点
位置を、３次元基準座標系における単位空間の１フィー
ルド（ｍ＝１）内の描画位置に調整制御する。（この制
御は、上述したように、電子レンズ１６による電流値の
調整もしくはＸＹＺステージ３０の駆動制御のいずれか
一方又は双方によって行われる。）なお、本例において
は、１フィールドの高さ分を焦点深度ＦＺより長くなる
ように、フィールドを設定してあるがこれに限定される
ものではない。ここで、焦点深度ＦＺとは、図３に示す
ように、電子レンズ１６を介して照射される電子ビーム
Ｂにおいて、ビームウエストＢＷが有効な範囲の高さを
示す。

【０１００】なお、電子ビームＢの場合、図３に示すよ
うに、電子レンズ１６の幅Ｄ、電子レンズ１６よりビー
ムウエスト（ビーム径の最も細い所）ＢＷまでの深さｆ
とすると、Ｄ／ｆは、０．０１程度であり、例えば５０
ｎｍ程度の解像度を有し、焦点深度は例えば数十μ程度
ある。

【０１０１】そして、図２（Ｃ）に示すように、例えば
１フィールド内をＹ方向にシフトしつつ順次Ｘ方向に走
査することにより、１フィールド内の描画が行われるこ
ととなる。さらに、１フィールド内において、描画され
ていない領域があれば、当該領域についても、上述の焦
点位置の制御を行いつつＺ方向に移動し、同様の走査に
よる描画処理を行うこととなる。

【０１０２】次に、１フィールド内の描画が行われた
後、他のフィールド、例えばｍ＝２のフィールド、ｍ＝
３のフィールドにおいても、上述同様に、測定や描画位
置の算出を行いつつ描画処理がリアルタイムで行われる
こととなる。このようにして、描画されるべき描画領域
について全ての描画が終了すると、基材２の表面におけ
る描画処理が終了することとなる。

【０１０３】なお、本例では、この描画領域を被描画層
とし、この被描画層における曲面部２ａの表面の曲面に
該当する部分を被描画面としている。

【０１０４】さらに、上述のような各種演算処理、測定
処理、制御処理などの処理を行う処理プログラムは、ハ
ードディスク１８３に予め制御プログラムとして格納さ
れることとなる。

【０１０５】（ドーズ分布）また、電子ビーム描画装置
１のハードディスク１８３には、形状記憶テーブルを有
し、この形状記憶テーブルには、例えば基材２の曲面部
２ａに回折格子を形成する際の走査位置に対するドーズ
量の分布情報等を予め定義したドーズ分布の特性などに
関するドーズ分布情報を有する。

【０１０６】さらに、ハードディスク１８３は、形状位
置（描画ライン）に応じて演算によって算出された物理
量に対して、補正するテーブル等に基づいて補正演算を
行った後の演算情報なども有している。

【０１０７】また、ハードディスク１８３には、これら
の処理や補正処理を行う処理プログラム（より詳細に
は、例えば後述する各ステップの一連の処理など）、そ
の他の処理プログラムなどを有している。

【０１０８】また、ハードディスク１８３のドーズ分布
情報は、基材の形状に応じた第１のドーズ分布に関する
情報を含んでいる。そして、ドーズ分布補正演算プログ
ラムは、前記第１のドーズ分布に基づいて、ドーズ分布
補正演算情報に補正するための演算を行う。

【０１０９】このような構成を有する制御系において、
ドーズ分布情報は予めハードディスク１８３の形状記憶
テーブルなどに格納され、処理プログラムに基づいて、
描画時に当該ドーズ分布情報を抽出し、そのドーズ分布
情報によって種々の描画が行われることとなる。

【０１１０】また、制御部１８６は、処理プログラムに
より所定の描画アルゴリズムを実行しつつ、元来の物理
量に対して位置（描画ライン）に応じた所定構造形成用
の補正された値を算出するためのある程度の基本的情
報、すなわち、各種補正テーブルを参照しつつ、対応す
る補正物理量を算出したのち、この算出した物理量を前
記ハードディスク１８３の所定の一時記憶領域に格納
し、その補正物理量に基づいて描画を行う。

【０１１１】（他の制御系の構成）次に、描画ラインを
描画する際に、例えば、前記円描画を正多角形で近似し
て直線的に走査する場合の各種処理を行なうための制御
系の具体的構成について、図４を参照しつつ説明する。
図４には、本実施の形態の電子ビーム描画装置の制御系
の詳細な構成が開示されている。

【０１１２】電子ビーム描画装置においては、図４に示
すように、例えば円描画時に正多角形（不定多角形を含
む）に近似するのに必要な（円の半径に応じた）種々の
データ（例えば、ある一つの半径ｋｍｍの円について、
その多角形による分割数ｎ、各辺の位置各点位置の座標
情報並びにクロック数の倍数値、さらにはＺ方向の位置
などの各円に応じた情報等）、さらには円描画に限らず
種々の曲線を描画する際に直線近似するのに必要な種々
のデータ、各種描画パターン（矩形、三角形、多角形、
縦線、横線、斜線、円板、円周、三角周、円弧、扇形、
楕円等）に関するデータを記憶する描画パターン記憶手
段である描画パターンデータ１８３ａと、前記描画パタ
ーンデータ１８３ａの描画パターンデータに基づいて、
描画条件の演算を行う描画条件演算手段１８６ｃと、前
記描画条件演算手段１８６ｃから（２ｎ＋１）ライン
（（ｎ＝０、１、２・・）である場合は（２ｎ＋１）で
あるが、（ｎ＝１、２、・・）である場合は（２ｎ−
１）としてもよい）乃ち奇数ラインの描画条件を演算す
る（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段１８６ｄと、前
記描画条件演算手段１８６ｃから（２ｎ）ライン乃ち偶
数ラインの描画条件を演算する（２ｎ）ライン描画条件
演算手段１８６ｅと、を有する。

【０１１３】なお、描画パターンデータ１８３ａはハー
ドディスク１８３に、描画条件演算手段１８６ｃ・（２
ｎ＋１）ライン描画条件演算手段１８６ｄ・（２ｎ）ラ
イン描画条件演算手段１８６ｅ等は制御部１８６に構成
することが好ましい。

【０１１４】電子ビーム描画装置の制御系３００は、図
３に示すように、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手段
１８６ｄに基づいて１ラインの時定数を設定する時定数
設定回路３１２と、（２ｎ＋１）ライン描画条件演算手
段１８６ｄに基づいて１ラインの始点並びに終点の電圧
を設定する始点／終点電圧設定回路３１３と、（２ｎ＋
１）ライン描画条件演算手段１８６ｄに基づいてカウン
タ数を設定するカウンタ数設定回路３１４と、（２ｎ＋
１）ライン描画条件演算手段１８６ｄに基づいてイネー
ブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３１５と、
奇数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出力回
路３２０と、を含んで構成されている。

【０１１５】さらに、制御系３００は、（２ｎ）ライン
描画条件演算手段１８６ｅに基づいて１ラインの時定数
を設定する時定数設定回路３３２と、（２ｎ）ライン描
画条件演算手段１８６ｅに基づいて１ラインの始点並び
に終点の電圧を設定する始点／終点電圧設定回路３３３
と、（２ｎ）ライン描画条件演算手段１８６ｅに基づい
てカウンタ数を設定するカウンタ数設定回路３３４と、
（２ｎ）ライン描画条件演算手段１８６ｅに基づいてイ
ネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路３３５
と、偶数ラインの偏向信号を出力するための偏向信号出
力回路３４０と、描画条件演算手段１８６ａでの描画条
件と、奇数ラインの偏向信号出力回路３２０並びに偶数
ラインの偏向信号出力回路３４０からの情報とに基づい
て、奇数ラインの処理と偶数ラインの処理とを切り換え
る切換回路３６０と、を含んで構成されている。

【０１１６】奇数ラインの偏向信号出力回路３２０は、
走査クロックと、カウンタ数設定回路３１４からの奇数
ラインカウント信号と、イネーブル信号発生回路３１５
のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数
手段であるカウンタ回路３２１と、カウンタ回路３２１
からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路
３１３での奇数ライン描画条件信号とに基づいて、ＤＡ
変換を行うＤＡ変換回路３２２と、このＤＡ変換回路３
２２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理（偏
向信号の高周波成分を除去する等の処理）を行う平滑化
回路３２３と、を含んで構成される。

【０１１７】偶数ラインの偏向信号出力回路３４０は、
走査クロックと、カウンタ数設定回路３３４からの偶数
ラインカウント信号と、イネーブル信号発生回路３３５
のイネーブル信号とに基づいてカウント処理を行う計数
手段であるカウンタ回路３４１と、カウンタ回路３４１
からのカウントタイミングと、始点／終点電圧設定回路
３３３での偶数ライン描画条件信号とに基づいて、ＤＡ
変換を行うＤＡ変換回路３４２と、このＤＡ変換回路３
４２にて変換されたアナログ信号を平滑化する処理を行
う平滑化回路３４３と、を含んで構成される。

【０１１８】また、これら制御系３００は、Ｘ偏向用の
制御系とＹ偏向用の制御系を各々形成する構成としても
よい。

【０１１９】上記のような構成を有する制御系３００
は、概略次のように作用する。すなわち、描画条件演算
手段１８６ｃが描画パターンデータ１８３ａから直線近
似による走査（描画）に必要な情報を取得すると、所定
の描画条件の演算処理を行ない、例えば一つの円に対し
て正多角形の各辺に近似された場合の各辺のうち最初の
辺、奇数番目のラインに関する情報は、（２ｎ＋１）ラ
イン描画条件演算手段１８６ｄへ、次の辺、偶数番目の
ラインに関する情報は、（２ｎ）ライン描画条件演算手
段１８６ｅへ各々伝達される。

【０１２０】これにより、例えば、（２ｎ＋１）ライン
描画条件演算手段１８６ｄは、奇数ラインに関する描画
条件を生成し、走査クロックと生成された奇数ライン描
画条件生成信号とに基づいて、偏向信号出力回路３２０
から奇数ライン偏向信号を出力する。

【０１２１】一方、例えば、（２ｎ）ライン描画条件演
算手段１８６ｅは、偶数ラインに関する描画条件を生成
し、走査クロックと生成された偶数ライン描画条件生成
信号とに基づいて、偏向信号出力回路３４０から偶数ラ
イン偏向信号を出力する。

【０１２２】これら奇数ライン偏向信号と偶数ライン偏
向信号は、描画条件演算手段１８６ｃのもとに切換回路
３６０によって、その出力が交互に切り換わる。したが
って、ある一の円について、正多角形に近似され、各辺
が算出されると、ある一つの辺、奇数番目の辺が描画さ
れると、次の辺、偶数番目の辺が描画され、さらに次ぎ
の辺、奇数番目の辺が描画される、という具合に交互に
各辺が直線的に描画（走査）されることとなる。

【０１２３】そして、ある一の円について描画が終了す
ると、描画条件演算手段１８６ｃは、その旨をブランキ
ング制御部１６１に伝達し、他の次の円を描画するよう
に促す処理を行なう。このようにして、各円について多
角形で近似した描画を行うこととなる。

【０１２４】（本実施の形態の特徴：測定用の描画パタ
ーンの描画原理説明）ここで、本実施の形態の特徴、す
なわち、電子ビーム描画で３次元基材上に描画する際
は、ＸＹ平面上だけではなくＺ軸方向を含む３次元的な
描画フィールド間のつなぎの誤差を測定し、その測定結
果をフィードバックした補正が必要となるが、このつな
ぎの誤差、つまり、載置台のＺ軸方向への移動に伴うヨ
ーイング、ローリング等に起因した描画ラインの誤差を
測定するための測定系である「第１の測定装置」を用い
た測定の概要について説明する。

【０１２５】先ず、つなぎは、第１の測定装置に含まれ
る２次電子検出器９１にて検出され、表示部１８２にて
観察されることとなるが、この第１の測定装置にて測定
される前の描画パターンの形成手法の概略について、図
５（Ａ）〜図５（Ｃ）を用いて説明する。

【０１２６】先ず、図５（Ａ）においては、ＸＹＺステ
ージがＺ＝０の位置にある場合を示している。この際、
測定用基材３は、ＸＹＺステージないし配設部材により
特定の角度αにて傾斜した状態に配置される。１描画フ
ィールドの描画角を図示のように設定することにより、
１描画フィールドは図示のＳ０で示される領域を規定す
る。また、電子ビームの描画角により、電子ビームの焦
点深度に対応する測定用基材上の領域Ｓ１を規定する。
この領域Ｓ１が描画ラインの幅となる。そして、図にお
いては、紙面に垂直な方向に沿って電子ビームを走査さ
せ、描画ラインを形成することとなる。

【０１２７】次に、図５（Ｂ）に示すように、ＸＹＺス
テージをΔＺ分、すなわちＺ＝ΔＺの位置まで上昇さ
せ、かつ電子ビームの照射位置をシフトさせて前記図５
（Ａ）にて走査された描画ラインと同じ走査方向に沿っ
て電子ビームを走査して描画ラインを形成する。この
際、描画ラインは、領域Ｓ２に形成されることとなる。

【０１２８】さらに、図５（Ｃ）に示すように、ＸＹＺ
ステージを前記図５（Ｂ）の位置よりΔＺ分、すなわ
ち、Ｚ＝２ΔＺの位置まで上昇させ、前記図５（Ｂ）に
て走査された描画ラインと同じ走査方向に沿って電子ビ
ームを走査して描画ラインを形成する。この際、描画ラ
インは、領域Ｓ３に形成されることとなる。

【０１２９】このようにして順次、領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３とシフトさせ、ＸＹＺステージをＺ軸方向に沿って移
動させつつ、電子ビームを走査することにより描画ライ
ンの形成を行う。

【０１３０】本実施の形態では、ＸＹＺステージを斜め
にした状態で、繋ぎの状態を見ることができる。例え
ば、電子ビームの焦点深度の領域が図のＦＺであるとす
ると、Ｚ＝０の位置で描画される描画領域は、図のＳ１
の領域となる。次に、ＸＹＺステージをΔＺ上昇させる
と（Ｚ＝ΔＺ）、この位置での描画領域は、図のＳ２の
領域となる。さらに、ＸＹＺステージを上昇させＺ＝２
ΔＺとすると、この位置での描画領域は、図のＳ３の領
域となる。このようにして、ＸＹＺステージのＺ軸方向
の移動、高さ変化に伴い、順次描画ラインを描画してい
く。

【０１３１】この際に、描画された描画領域Ｓ１と描画
領域Ｓ２のつなぎの状態、描画領域Ｓ２と描画領域Ｓ３
のつなぎの状態を２次電子検出に基づく表示部１８２に
より見ていく。前記のような手法で描画された描画パタ
ーンとしては、例えば、以下に示すようなのようなもの
が挙げられる。

【０１３２】（描画パターン：第１の測定用描画パター
ン）ここで、前記のような原理を用いて構成される描画
パターンの形成例について、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）を
用いて説明する。図においては、点線の部分がつなぎと
なる。

【０１３３】図６（Ａ）に示す描画パターンでは、ＸＹ
Ｚステージの１ステップを電子ビームの焦点深度相当で
移動させる場合の例を示している。

【０１３４】同図において、ＸＹＺステージを１ステッ
プずつ順次移動することによる領域ＳＴ１、ＳＴ２、Ｓ
Ｔ３を構成する。なお、図において、領域ＳＴ１側が傾
斜方向の山部ＹＭ、領域ＳＴ３側が傾斜方向の谷部ＴＡ
であるものとする。

【０１３５】そして、領域ＳＴ１内では、走査方向ＲＳ
に沿って線順次に電子ビームを特定の走査距離（走査区
間）Ｌ１に亘って走査し、所定の間隔毎となるように複
数の描画ラインＬＮ１を形成する。

【０１３６】次に、複数の各描画ラインＬＮ１について
の描画が行われると、ＸＹＺステージを１ステップ分上
昇させる。これにより、次に電子ビームを走査する際に
は、領域ＳＴ２内から走査されることとなる。

【０１３７】そして、前記領域ＳＴ２内においても、走
査方向ＲＳに沿って線順次に電子ビームを特定の走査距
離（走査区間）Ｌ２に亘って走査し、所定の間隔毎とな
るように複数の描画ラインＬＮ２を形成する。ただし、
描画ラインＬＮ２は、描画ラインＬＮ１に対してその描
画位置が走査方向で異なるように、走査開始位置が例え
ば、ＳＳとなるように走査される。このために、走査区
間Ｌ１と走査区間Ｌ２とは共に長さが等しく形成される
ものの、長さΔＬ分シフトして形成されることとなる。

【０１３８】次に、複数の各描画ラインＬＮ２について
の描画が行われると、ＸＹＺステージをさらに１ステッ
プ分上昇させる。これにより、次に電子ビームを走査す
る際には、領域ＳＴ３内から走査されることとなる。

【０１３９】そして、前記領域ＳＴ３内においても、走
査方向ＲＳに沿って線順次に電子ビームを特定の走査距
離Ｌ１に亘って走査し、所定の間隔毎となるように複数
の描画ラインＬＮ３を形成する。ただし、描画ラインＬ
Ｎ３は、描画ラインＬＮ１と同様の走査開始位置から走
査される。

【０１４０】このようにして、ＸＹＺステージを各ステ
ップずつ移動させながら、電子ビームを走査することに
より、図６（Ａ）に示すような測定用の描画パターンが
形成されることとなる。

【０１４１】本パターンにおいては、各領域での走査方
向の描画ラインを、各領域毎に走査方向で異なる位置と
なるように形成することで、各領域間のつなぎの精度を
把握することができる。つまり、描画パターンＡでは、
１ステップ毎に微妙に変えて描画ラインを描画していく
ことにより、各ステップ毎の微妙なずれが把握できる。

【０１４２】（第２の測定用描画パターン）図６（Ｂ）
に示す描画パターンでは、ＸＹＺステージの１ステップ
を電子ビームの焦点深度相当で移動させる場合の別の例
を示している。

【０１４３】同図において、ＸＹＺステージを１ステッ
プずつ順次移動することによる領域ＳＴ１、ＳＴ２、Ｓ
Ｔ３を構成する。

【０１４４】そして、領域ＳＴ１内では、走査方向ＲＳ
に沿って順次、電子ビームを特定の走査距離（走査区
間）Ｌ４に亘って走査し、領域ＳＴ１の境界領域に近接
する少なくとも２本の描画ラインＳＴＬＮ１、ＳＴＬＮ
２を形成する。

【０１４５】次に、各描画ラインＳＴＬＮ１、ＳＴＬＮ
２についての描画が行われると、ＸＹＺステージを１ス
テップ分上昇させる。これにより、次に電子ビームを走
査する際には、領域ＳＴ２内から走査されることとな
る。

【０１４６】そして、前記領域ＳＴ２内においても、走
査方向ＲＳに沿って順次、電子ビームを特定の走査距離
（走査区間）Ｌ４に亘って走査し、領域ＳＴ２の境界領
域に近接する少なくとも２本の描画ラインＳＴＬＮ３、
ＳＴＬＮ４を形成する。

【０１４７】同様にして、各描画ラインＳＴＬＮ３、Ｓ
ＴＬＮ４についての描画が行われると、ＸＹＺステージ
をさらに１ステップ分上昇させる。これにより、次に電
子ビームを走査する際には、領域ＳＴ３内から走査され
ることとなる。

【０１４８】そして、前記領域ＳＴ３内においても、走
査方向ＲＳに沿って順次、電子ビームを特定の走査距離
（走査区間）Ｌ４に亘って走査し、領域ＳＴ３の境界領
域に近接する少なくとも２本の描画ラインＳＴＬＮ５、
ＳＴＬＮ６を形成する。

【０１４９】このようにして、ＸＹＺステージを各ステ
ップずつ移動させながら、電子ビームを領域の近傍のみ
走査することにより、図６（Ｂ）に示すような測定用の
描画パターンが形成されることとなる。

【０１５０】本パターンにおいては、各領域での走査方
向の描画ラインを、各領域近傍のみとなるように形成す
ることで、各領域間のつなぎの精度を把握することがで
きる。

【０１５１】（第３の測定用描画パターン）図６（Ｃ）
に示す描画パターンでは、ＸＹＺステージの１ステップ
を、例えば、０．１〜１μｍ程度で移動させる場合の例
を示している。

【０１５２】同図において、ＸＹＺステージを走査する
毎に１ステップずつ順次移動することによる複数の各領
域ＳＴを構成する。

【０１５３】そして、領域ＳＴにて、走査方向ＲＳに沿
って電子ビームを特定の走査距離（走査区間）Ｌ４に亘
って走査し、１本の描画ラインＬＮを形成する。

【０１５４】次に、描画ラインＬＮ１についての描画が
行われると、ＸＹＺステージを１ステップ分上昇させ
る。これにより、次に電子ビームを走査する際には、次
の領域ＳＴ内から走査されることとなる。

【０１５５】そして、同様にして、前記次の領域ＳＴ内
においても、走査方向ＲＳに沿って電子ビームを特定の
走査距離（走査区間）Ｌ４に亘って走査し、１本の描画
ラインＬＮを形成する。

【０１５６】このようにして、一走査を行い描画ライン
１本を形成する毎に、ＸＹＺステージを１ステップ移動
させることにより、図６（Ｃ）に示すような測定用の描
画パターンが形成されることとなる。

【０１５７】本パターンにおいては、各領域毎に１本の
描画ラインを形成し、１ステップを細かく構成すること
で、各領域間のつなぎの精度を把握することができる。

【０１５８】つまり、電子ビームを走査して、ＸＹＺス
テージをＺ軸方向に移動、電子ビームを走査して、ＸＹ
ＺステージをＺ軸方向に移動、を繰り返す。このよう
に、１本の描画ラインを走査する毎にステージを移動さ
せて、各描画ラインの変化を測定する。これにより、Ｚ
軸方向への移動に伴う誤差を測定することができる。

【０１５９】ここで、ＸＹＺステージを動作させて隣の
領域を描画する場合に、点線の繋ぎの部分である１ステ
ップをいくつにするかは任意であるが、端縁の方を描画
して、描画の間隔が第１の測定装置で測定できる程度の
間隔として描画する。なお、数１０ｎｍの差を見るため
描画に適するライン＆スペースのピッチは、０．１〜数
μｍが望ましい。

【０１６０】以上のように、レジスト塗布済みの測定用
基材３（平板サンプル）を電子ビームに対して一定角度
傾けてセットして、直線描画を行うことにより得た、現
像後の直線の傾きを測定することにより、Ｚ軸移動にと
もなう変位や精度を把握して、つなぎの精度を測定す
る。

【０１６１】そして、測定により得た情報をビームを偏
向走査するための偏向手段にフィードバックしてＸＹＺ
ステージによる描画乱れへの影響を除去するのである。

【０１６２】（測定誤差の検出例）ここで、ＸＹＺステ
ージがＺ軸方向に沿って真っ直ぐに誤差なく移動すれば
よいが、実際には、ＸＹＺステージがＺ軸方向に沿って
移動する際に、ＸＹＺステージのヨーイングないしはロ
ーリングにより、Ｚ軸方向の移動に伴いＸＹ方向で位置
ずれ（誤差）が生じてしまうこととなる。

【０１６３】具体的には、ＸＹＺステージがＺ軸方向に
上昇するのに伴い、Ｚ軸を回転軸としてθ方向に回転移
動してしまう（ローリング）場合、すなわち、図７に示
す点線の領域に移動したとすると、上昇前のＺ＝Ｚ０に
おいて描画された描画ラインＬＮＺ１に対して、上昇後
のＺ＝Ｚ０＋ΔＺにおいて描画された描画ラインＬＮＺ
２の相対位置関係が、ずれることとなる。

【０１６４】つまり、元来平行に描画されるはずの各描
画ラインが、図７に示すＫ１のように、描画ラインＬＮ
Ｚ１、ＬＮＺ２で誤差が生じることとなる。なお、結果
として、Ａ方向から見た場合には、Ｋ２に示すように、
描画ラインＬＮＺ１′、ＬＮＺ２′のよう描画されたこ
ととなり、これら各描画ラインＬＮＺ１′、ＬＮＺ２′
間の傾斜角度θ′は、θ′＝ａｔａｎ（ｔａｎθ／ｃｏ
ｓα）となる。

【０１６５】なお、図７の例では、ＸＹＺステージの中
心軸を回転中心として基材がθ方向に公転するように回
動する場合を例に示したが、図８（Ａ）に示すように、
ＸＹＺステージの中心軸を回転中心として、基材がθ方
向に自転するように回動する場合であっても、同様の誤
差が生じる。

【０１６６】すなわち、図８（Ａ）に示すように、ＸＹ
ＺステージのＺ軸方向の移動（ΔＺの上昇）に伴い、測
定用基材が前記Ｚ軸を回転中心としてθ方向にずれるよ
うなローリングが生じた場合には、例えば、角度θ１の
ずれに対して、描画ラインＬＮＡ１と描画ラインＬＮＡ
２とで傾斜による誤差が生じる。

【０１６７】また、図８（Ｂ）に示すように、ＸＹＺス
テージのＺ軸方向の移動（ΔＺの上昇）に伴い、測定用
基材が前記Ｘ軸を回転中心としてψ方向にずれるような
ヨーイングが生じた場合には、例えば、角度ψ１のずれ
に対して、描画ラインＬＮＢ１と描画ラインＬＮＢ２と
で距離による誤差が生じる。

【０１６８】さらに、ＸＹＺステージ上に配設部材が固
定されておらず、載置台自身が回転駆動可能な場合に
は、図８（Ｃ）に示すように、ＸＹＺステージのＺ軸方
向の移動（ΔＺの上昇）に伴い、測定用基材が前記Ｙ軸
を回転中心としてα方向にずれるようなピッチングが生
じた場合には、例えば、角度α２―α１のずれに対し
て、描画ラインＬＮＣ１と描画ラインＬＮＣ２とで間隔
による誤差が生じる。

【０１６９】そこで、これらの描画された描画ライン
を、前記電子顕微鏡等の第１の測定装置を用いて観察
し、画像認識部により認識された画像情報の中から各描
画ラインを抽出し、各描画ライン間の角度、距離、間隔
等を測定する。

【０１７０】そして、当該角度、距離、間隔等の測定結
果に基づいて、描画条件を補正する補正データを演算す
る。

【０１７１】（誤差制御系について）ここで、第１の測
定装置により測定された誤差に関する測定情報に基づい
て、補正データを演算して生成し、描画に関する描画条
件を補正するための誤差制御系の概略について、図９を
参照しつつ説明する。

【０１７２】本実施の形態の誤差制御系４００は、前記
測定装置により測定された測定結果（誤差）に基づい
て、当該測定結果を偏向などの制御系に反映させるため
に行う演算等の制御系である。

【０１７３】誤差制御系４００は、図９に示すように、
２次電子検出器に基づく測定用基材上の画像情報を認識
して取得する画像認識部４０１と、前記画像認識部４０
１にて認識された画像情報を解析し当該画像情報の中か
ら各描画ラインに対応する部分を抽出する画像解析部４
０２と、前記画像解析部４０２にて解析された各描画ラ
インの情報と、誤差算出に必要な例えば電子ビームのＸ
Ｙ方向での偏向を行う偏向器に与える電圧等の描画条件
情報とに基づいて、各描画ライン間の傾斜角度、各描画
ライン間の間隔、各描画ラインの各距離の差等の誤差を
演算する誤差演算部４０４と、前記誤差演算部４０４に
て演算された誤差の値に基づいて、前記描画条件に適合
する最適な補正データを算出する最適値算出部４０５
と、前記最適値算出部４０５にて算出された補正すべき
データの最適値と、描画条件に応じた補正すべき各種情
報とに基づいて、描画条件の補正演算を行う補正演算処
理部４０６と、を含んで構成される。

【０１７４】誤差演算部４０４は、例えば、前記ＸＹＺ
ステージの移動に伴う前記ヨーイングによる誤差を算出
するヨーイング誤差算出部４０４ａと、前記ＸＹＺステ
ージの移動に伴う前記ローリングによる誤差を算出する
ローリング誤差算出部４０４ｂと、を含んで構成され
る。なお、必要に応じて、前記ＸＹＺステージの移動に
伴う前記ピッチングによる誤差を算出するピッチング誤
差算出部などを備えてもよい。

【０１７５】なお、本実施の形態の「誤差演算部４０
４」により本発明にいう「算出手段」を構成できる。こ
の算出手段は、第１の測定手段による測定結果に基づい
て、描画条件を補正するための補正データを算出する。
また、算出手段は、前記第１の測定手段による測定結果
に基づいて、前記偏向手段に与える電圧を補正するため
の補正データを算出する。

【０１７６】また、本実施の形態の「最適値算出部４０
５」、「補正演算処理部４０６」、「電気操作排気制御
系１０１」及び「描画制御系１２０」により本発明にい
う「制御手段」ないしは、「第２の制御手段」を構成で
きる。この制御手段は、補正データに基づいて、前記基
材上で前記ビームを走査して描画を行う際の描画条件を
補正演算し、前記基材の描画を行うように制御する。ま
た、制御手段は、前記補正データに基づいて、前記ビー
ムの偏向を行う偏向手段に与える電圧を制御して前記基
材の描画を行うように制御する。

【０１７７】さらに、第２の制御手段は、前記測定用基
材に描画パターンを描画した後に前記基材に交換し、前
記補正データに基づいて、前記偏向手段に与える電圧を
補正演算し、前記基材の描画を行うように制御する。

【０１７８】上記のような構成を有する誤差制御系４０
０において、２次電子検出器にて検出され、所定の処理
が施された画像情報は、画像認識部４０１において認識
されると、画像解析部４０２において、画像情報を解析
して当該画像情報の中から誤差の演算に必要な各描画ラ
インの部分のみを抽出する処理を行う。

【０１７９】画像解析部４０２において抽出された各描
画ラインは、当該位置関係から誤差演算部４０４におい
て誤差が算出される。ここで、誤差とは、各描画ライン
間の傾斜角度、各描画ライン間の間隔、各描画ラインの
各距離の差等のことをいう。

【０１８０】この際、例えば、前記ＸＹＺステージの移
動に伴う前記ローリングによる傾斜角度の誤差がある場
合には、ローリング誤差算出部４０４ｂにより傾斜角度
の具体的数値が算出される。そして、描画条件情報が例
えば、偏向器のＸ方向の電圧、Ｙ方向の電圧である場合
には、各偏向器の電圧（誤差が生じた場合の電圧値）に
関する情報が関連付けられる。

【０１８１】そして、最適値算出部４０５において、前
記傾斜角度の誤差を補正するための、言い換えれば、前
記傾斜角度が生じないためには如何なる偏向器のＸ方向
の電圧、Ｙ方向の電圧とすべきか、その各電圧値の最適
値を演算する。

【０１８２】次に、前記最適な電圧値に基づいて、誤差
が生じた際の電圧値に対して、最適な電圧値とするため
にはどの程度の過不足があるのか補正するべき補正分の
補正データを演算する。

【０１８３】そして、当該補正データに基づいて、補正
演算処理部４０６は、前記最適の電圧となるように誤差
が生じた際の電圧値を補正しつつ描画制御を行う。

【０１８４】なお、以上は、ローリングによる傾斜角度
の場合を例に説明したが、もちろん、同様にしてヨーイ
ングやピッチング等の各種誤差に対しても各々補正がな
されることとなる。

【０１８５】また、角度等の算出は、第１の測定装置で
観察して画像認識部で描画ラインを認識して判断し、画
像処理で行う。この際、上述の角度θ´を算出するため
の演算プログラムや当該演算結果情報などを含む各補正
データは、図１のハードディスク１８３等に記憶される
こととなる。

【０１８６】そして、前記補正データに基づいて、制御
部１８６は、補正演算を行いつつ描画制御系１２０に対
して制御情報を渡して補正された制御量での描画が行わ
れる。

【０１８７】このように、第１の測定装置により測定さ
れた測定結果は、フィードバックして描画ラインの乱
れ、つなぎのずれを除去することができる。

【０１８８】（処理手順について）次に、上述のような
構成を有する電子ビーム描画装置における処理手順につ
いて、図１０を参照しつつ説明する。

【０１８９】先ず、一面が塗布材例えばレジスト塗布さ
れた測定用基材（サンプル）ないしは、基材を、ＸＹＺ
ステージ上にセットする（ステップ、以下「Ｓ」１
１）。

【０１９０】次に、２つの描画の描画モードのうちいず
れの描画モードが選択されたのかの判断を行う（Ｓ１
２）。ここで、描画モードは、測定用基材に対して前記
電子ビームを照射することにより仮描画し、描画の精度
を測定して描画条件の校正を行うための第１のモードで
あるつなぎ補正用描画と、前記基材に対して前記電子ビ
ームを照射して本描画を行う第２のモードである通常描
画の２つの描画モードを有する。

【０１９１】Ｓ１２において、つなぎ補正用描画が選択
されたと判断された場合には、Ｓ１３に進み、Ｓ１２に
おいて、通常描画が選択されたと判断された場合には、
Ｓ２１に進む。

【０１９２】すなわち、Ｓ１３においては、校正用描画
パターン（例えば図６（Ａ）に示す描画パターン等）が
選択され、当該校正用描画パターンに基づいて、自動描
画が行われる（Ｓ１４）。

【０１９３】そして、前記測定用基材が取り出され、現
像処理が行われる（Ｓ１５）。現像処理後の測定用基材
の描画パターンを、ＳＥＭやＡＦＭ等の第１の測定装置
により測定を行う（Ｓ１６）。

【０１９４】次に、第１の測定装置により測定された各
描画ライン間の誤差等の測定結果に基づいて、補正デー
タの書き換え処理を行う（Ｓ１７）。ここに、補正デー
タとしては、各描画フィールドでの電子ビームの偏向器
に与えるＸ、Ｙ方向の電圧補正値などが挙げられる。

【０１９５】一方、Ｓ２１においては、通常の描画パタ
ーンを設定する。他方、前記校正用描画パターンにて描
画された各描画ラインの測定結果に基づく補正データは
算出されてハードディスク、メモリ等の各種記憶領域に
格納されている（Ｓ２２）。

【０１９６】そして、設定された当該描画パターンと、
前記予め算出された補正データとに基づいて、描画条件
演算処理が行われる（Ｓ２３）。ここで、描画条件と
は、例えば、各描画フィールドでの電子ビームを偏向す
る偏向器のＸ、Ｙ方向の電圧値等をいう。

【０１９７】従って、補正データが電圧補正値であれ
ば、当該描画パターンに対して電圧補正値を加味した電
圧値が算出されることとなる。

【０１９８】そして、そのように設定された条件の下
で、基材に対して、自動描画がなされることとなる（Ｓ
２４）。

【０１９９】その後、基材を取り外して、現像処理を施
し（Ｓ２５）、処理が終了する。

【０２００】（校正用描画パターンの描画処理１）次
に、前記Ｓ１４において描画される、測定用基材に対し
て描画パターン（描画パターンＡ：図６（Ａ））を描画
する場合の処理手順の一例について、図１１を参照しつ
つ説明する。

【０２０１】先ず、図１１に示すように、複数の各描画
ラインを描画する（Ｓ３１）。次に、ＸＹＺステージを
移動する（Ｓ３２）。さらに、描画ラインを形成する箇
所を変更する（Ｓ３３）。

【０２０２】そして、複数の各描画ラインを描画する
（Ｓ３４）。次に、ＸＹＺステージを移動する（Ｓ３
５）。さらに、描画ラインを形成する箇所を変更する
（Ｓ３６）。

【０２０３】このようにして、前記Ｓ３１〜Ｓ３６を繰
り返し（Ｓ３７）、描画を行う。

【０２０４】（校正用描画パターンの描画処理２）次
に、前記Ｓ１４において描画される、測定用基材に対し
て描画パターン（図６（Ｃ））を描画する場合の処理手
順の一例について、図１２を参照しつつ説明する。

【０２０５】先ず、図１２に示すように、１本の描画ラ
インを描画する（Ｓ４１）。次に、ＸＹＺステージを移
動する（Ｓ４２）そして、１本の描画ラインを描画する
（Ｓ４３）。次に、ＸＹＺステージを移動する（Ｓ４
４）。このようにして、前記Ｓ４１〜Ｓ４４を繰り返し
（Ｓ４５）、描画を行う。

【０２０６】以上のように本実施の形態によれば、レジ
スト塗布済みの測定用基材を電子ビームに対して一定角
度傾けてセットして、直線描画を行うことにより得た、
現像後の直線の傾きを測定することにより、載置台のＺ
軸移動にともなう変位や精度を把握して、つなぎの精度
を測定することができる。

【０２０７】また、測定により得た情報をビームを偏向
走査するための偏向手段等にフィードバックして載置台
による描画ラインの乱れ、つなぎのずれを除去すること
ができる。

【０２０８】特に、走査方向に沿って描画ラインを描画
する場合には、各描画ラインの傾きの誤差により、前記
基材の移動に伴い、前記第１の方向を回転軸として回転
する方向の誤差を測定できる。

【０２０９】また、描画ラインの走査距離の誤差によ
り、前記基材の移動に伴い、前記第１の方向と交差する
第２の方向を回転軸として回転する方向の誤差を測定で
きる。

【０２１０】さらに、各描画ラインの間隔の誤差によ
り、基材が傾斜する傾斜角度の変動による誤差を測定で
きる。

【０２１１】さらに、電子ビームの位置が時間と共に変
化するビームドリフトや載置台位置の測定誤差、外乱ノ
イズ、ビームを成形するアパーチャの加工精度等の様々
な誤差要因の誤差をも補正できることは言うまでもな
い。

【０２１２】なお、他の効果としては、エネルギー線例
えば電子ビームによる直接描画・直接加工技術を利用す
れば、電子ビームは、例えばレーザービーム等に比べる
と、波長が短いことから、非常に精密な加工に適してい
る。しかも、電子ビームは、ビーム照射方向（加工物の
厚さ方向）について、加工精度の点で有利であり、基材
と電子ビーム照射手段（例えば光源等）とを相対的に移
動させても、十分に位置精度を確保することができる。
このため、３次元形状を有する立体的な対象物、特に連
続した曲面を有する基材を加工することが容易に可能に
なる。従って、球面あるいは非球面形状の光学機能面に
回折構造を有する光学素子を形成することができ、より
立体的な加工が容易に実現できる。

【０２１３】そして、この場合、予め基材の形状を高精
度の第２の測定装置により、またＺ軸方向の載置台移動
に伴うつなぎの誤差を第１の測定装置により把握してお
いてフィードバック等の制御により焦点位置を容易に算
出できるので、曲面を有する基材においても容易に精度
良く描画を行うことができる。

【０２１４】［第２の実施の形態］次に、本発明にかか
る第２の実施の形態について、図１３に基づいて説明す
る。なお、以下には、前記第１の実施の形態の実質的に
同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部分につい
てのみ述べる。図１３は、本実施の形態を説明するため
の説明図である。

【０２１５】上述の第１の実施の形態では、測定用基材
に対して走査方向に描画ラインを順次描画するような描
画パターンを形成する構成としたが、本実施の形態にお
いては、測定用基材に対して、副走査方向に沿ってバー
ニヤ等を形成するような描画パターンを形成する場合を
開示している。

【０２１６】具体的には、先ず、図１３（Ａ）において
は、Ｚ＝ｎで描画する場合を示している。この際、測定
用基材は、ＸＹＺステージないし配設部材により特定の
角度αにて傾斜した状態に配置される。１描画フィール
ドの描画角を図示のように設定することにより、１描画
フィールドは図示のＳ４で示される領域を規定する。ま
た、電子ビームの描画角により、電子ビームの焦点深度
に対応する測定用基材上の領域Ｓ５を規定する。この領
域Ｓ５がＺ＝ｎでの複数の各描画ラインの幅となる。そ
して、図においては、紙面に垂直な方向に沿って電子ビ
ームを走査させ、描画ラインを形成することとなる。

【０２１７】次に、図１３（Ｂ）に示すように、ＸＹＺ
ステージをΔＺ分上昇させ、かつ電子ビームの照射位置
を一部シフトさせて前記図１３（Ａ）にて走査された描
画ラインと同じ走査方向に沿って電子ビームを走査して
描画ラインを形成する。この際、描画ラインは、領域Ｓ
６に形成され、Ｚ＝Ｎの領域Ｓ４と一部領域が重複する
ように設定される。この領域Ｓ６がＺ＝ｎ＋ΔＺでの複
数の各描画ラインの幅となる。

【０２１８】このようにして順次、領域Ｓ５、Ｓ６、・
・とシフトさせ、載置台をＺ軸方向に沿って移動させつ
つ、電子ビームを走査することにより描画ラインの形成
を行う。

【０２１９】（測定用描画パターン）次に、前記のよう
な原理を用いて構成される描画パターンの形成例につい
て、図１４を用いて説明する。図においては、点線の部
分がつなぎとなる。

【０２２０】図１４に示す描画パターンでは、ＸＹＺス
テージを１ステップずつ順次移動することによる領域Ｓ
Ｔｎ１、ＳＴｎ２を構成する。この際、Ｚ＝ｎでの描画
領域ＳＴｎ１とＺ＝ｎ＋Δｎでの描画領域ＳＴｎ２とは
一部重複領域（オーバーラップ部）ＳＴＶを形成する。
なお、図において、領域ＳＴｎ１側が傾斜方向の山部Ｙ
Ｍ、領域ＳＴｎ２側が傾斜方向の谷部ＴＡであるものと
する。

【０２２１】ここで、本実施の形態においては、１描画
フィールドにおける基本的な描画パターンを図に示すよ
うに、例えば、Ｚ＝ｎにおいては、第１の描画領域（第
１の描画フィールド）ＳＴｎ１の四隅に４つの第１〜第
４の各描画パターンＰ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ３ｄを
各々形成することとしている。

【０２２２】これら第１〜第４の各描画パターンＰ１
ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ３ｄは、いずれも副走査方向に
沿って形成された特定間隔のバーニヤ状の第１の目盛り
を構成しており、その配置位置が異なるのみである。

【０２２３】一方、Ｚ＝ｎ＋Δｎにおいては、第２の描
画領域（第２の描画フィールド）ＳＴｎ２の四隅に４つ
の第１〜第４の各描画パターンＰ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２
ｃ、Ｐ２ｄを各々形成することとしている。

【０２２４】これら第１〜第４の各描画パターンＰ２
ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ３ｃ、Ｐ４ｄは、いずれも副走査方向に
沿って形成された特定間隔のバーニヤ状の第２の目盛り
を構成しており、その配置位置が異なるのみである。

【０２２５】ところで、この際、第１の描画領域ＳＴｎ
１と第２の描画領域ＳＴｎ２とは重複領域ＳＴＶにおい
てオーバーラップするために、第１の描画領域ＳＴｎ１
の第３の描画パターンＰ１ｃと第２の描画領域ＳＴｎ２
の第１の描画パターンＰ２ａが重ならないように互いに
相隣接するように、かつ、第１の描画領域ＳＴｎ１の第
４の描画パターンＰ１ｄと第２の描画領域ＳＴｎ２の第
２の描画パターンＰ２ｂが重ならないように互いに相隣
接するように、予め第１の描画領域ＳＴｎ１における四
隅の４つの第１〜第４の各描画パターンＰ１ａ、Ｐ１
ｂ、Ｐ１ｃ、Ｐ１ｄの配設位置と、第２の描画領域ＳＴ
ｎ２における四隅の４つの第１〜第４の各描画パターン
Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃ、Ｐ２ｄの配設位置とを異なる
ように形成することが望ましい。

【０２２６】こうすると、図の右に示される拡大図のよ
うに、互いに相隣接するための双方の描画パターンを比
較することができる。

【０２２７】この際、当該拡大図に示されるように、第
１の描画領域ＳＴｎ１の第４の描画パターンＰ１ｄの第
１の目盛りと、第２の描画領域ＳＴｎ２の第２の描画パ
ターンＰ２ｂの第２の目盛りとは各々間隔が異なるよう
に形成されることが理解できよう。

【０２２８】このような誤差によっても、Ｚ軸方向での
ＸＹＺステージの移動に伴う誤差を測定することができ
る。

【０２２９】すなわち、走査方向に沿った描画ラインの
みならず、副走査方向に沿ったバーニヤを構成すること
によっても誤差の測定が可能となる。

【０２３０】ちなみに、１描画フィールドでの描画パタ
ーンは、左上には第１の目盛りの描画パターンＰｎａ、
右上には第１の目盛りの描画パターンＰｎｂ、左下には
第２の目盛りの描画パターンＰｎｃ、右下には第２の目
盛りの描画パターンＰｎｄが構成されることとなる。

【０２３１】以上のように本実施の形態によれば、例え
ば、バーニヤ等により副走査方向のラインを見ることで
も、３次元のＺ軸方向に伴う誤差を測定でき、間隔の調
整を行うことができる（水平方向のみ）。そして、当該
測定結果を検出してつなぎの精度を算出し、フィードバ
ックすることもできる。

【０２３２】このようにステージを傾斜してセットされ
ていれば、描画パターンは、走査方向、副走査方向に限
らず、種々のパターンが想定され得る。

【０２３３】［第３の実施の形態］次に、本発明にかか
る第３の実施の形態について、図１５に基づいて説明す
る。図１５は、本発明に係る第３の実施の形態を示す説
明図ある。

【０２３４】なお、描画パターンの例としては、上述し
たようなものに限らず、例えば、図１５（Ａ）に示すよ
うに、線ではなく、点線の描画ラインＬＮＴにて形成す
るようにしてもよい。

【０２３５】また、図１５（Ｂ）に示すように、走査方
向に沿った直線部ＬＮ１０、ＬＮ１１とバーニヤ部ＢＮ
１との組み合わせにより構成しても構わない。

【０２３６】このように、走査方向に沿った描画ライン
と副走査方向に沿った描画ラインとの組み合わせによる
描画パターンを構成することによっても誤差を測定する
ことが可能となる。

【０２３７】また、描画ラインは、直線描画だけではな
く、略直線、すなわち、点線や、一点鎖線等つまり、断
続的、連続的でもよい。さらに、所定のＲを持たせた曲
線でもよい。

【０２３８】［第４の実施の形態］次に、本発明にかか
る第４の実施の形態について、図１６〜図１８に基づい
て説明する。なお、以下には、前記第１の実施の形態の
実質的に同様の構成に関しては説明を省略し、異なる部
分についてのみ述べる。

【０２３９】上述の第１の実施の形態では、基準データ
（補正テーブル）を生成するための工程、当該補正テー
ブルを用いて電子ビーム描画を行う場合の工程等の各種
工程を開示したが、本実施の形態では、上記工程を含む
プロセス全体の工程、特に、光学素子等の光レンズを製
造する工程を開示している。以下、基材を、３次元的に
描画可能な電子ビーム描画装置を用いて作成する際の処
理手順について、図１６〜図１８を参照しつつ説明す
る。

【０２４０】先ず、全体の概略的な処理の流れにおいて
は、母型材（基材）をＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉ
ｎｔ Ｄｉａｍｏｎｄ Ｔｕｒｎｉｎｇ：超精密加工機
によるダイアモンド切削）により非球面の加工を行う際
に、同心円マークの同時加工を実施する（Ｓ１０１）。
この際、光学顕微鏡で、例えば±１μ以内の検出精度の
形状が形成されることが好ましい。

【０２４１】次に、ＦＩＢにて例えば３箇所にアライメ
ントマークを付ける（Ｓ１０２）。ここに、十字形状の
アライメントマークは、電子ビーム描画装置内で±２０
ｎｍ以内の検出精度を有することが好ましい。

【０２４２】さらに、前記アライメントマークの、同心
円マークとの相対位置を光学顕微鏡にて観察測定し、非
球面構造の中心に対する位置を測定し、データベース
（ＤＢ）（ないしはメモリ（以下、同））へ記録してお
く（Ｓ１０３）。なお、この測定精度は、±１μ以内で
あることが好ましく、中心基準とした３つのアライメン
トマークの位置、ｘ１ｙ１、ｘ２ｙ２、ｘ３ｙ３をデー
タベース（ＤＢ）へ登録する。

【０２４３】また、レジスト塗布／ベーキング後の母型
（基材）の各部の高さとアライメントマークの位置（Ｘ
ｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）を測定しておく（Ｓ１０４）。ここ
で、中心基準で補正した母型（基材）：位置テーブルＴ
ｂｌ１（ＯＸ、ＯＹ、ＯＺ）、アライメントマーク：Ｏ
Ａ（Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎ）（いずれも３＊３行列）を、デ
ータベース（ＤＢ）へ登録する。

【０２４４】次に、斜面測定用の測定装置（高さ検出
器）に、測定ビームの位置の一をあわせるとともに、電
子線のビームをフォーカスしておく等、その他各種準備
処理を行う（Ｓ１０５）。

【０２４５】この際、ステージ上に取り付けたＥＢ（電
子ビーム）フォーカス用針状（５０ｎｍレベル）の較正
器に高さ検出用の測定ビームを投射すると共に、ＳＥＭ
モードにて電子ビーム描画装置で観察し、フォーカスを
合わせる。

【０２４６】次いで、図１７に示すように、母型（基
材）を電子ビーム描画装置内へセットし、アライメント
マークを読み取り（ＸＸｎ、ＹＹｎ、ＺＺｎ）、変換マ
トリックスＭａを算出して、電子ビーム描画装置内の母
型の各部位置を求める（Ｓ１０６）。この際に、電子ビ
ーム描画装置内においては、Ｓ１０６に示されるような
各値をデータベース（ＤＢ）に登録することとなる。

【０２４７】さらに、母型（基材）の形状から、最適な
フィールド位置を決定する（Ｓ１０７）。ここで、フィ
ールドは同心円の扇型に配分する。また、フィールド同
士は、若干重なりを持たせる。そして、中央で第一輪帯
にかからない部分は配分しない。

【０２４８】そして、各フィールドについて、隣のフィ
ールドのつなぎアドレスの計算を行う（Ｓ１０８）。こ
の計算は平面として計算を行う。なお、多角形の１つの
線分は、同一フィールド内に納める。ここに、「多角
形」とは、上述の制御系の項目で説明したように、円描
画を所定のｎ角形で近似した場合の少なくとも１本の描
画ラインをいう。

【０２４９】次に、対象とするフィールドについて、同
一焦点深度領域の区分として、同一ラインは、同じ区分
に入るようにする。また、フィールドの中央は、焦点深
度区分の高さ中心となる（Ｓ１０９）。ここに、高さ５
０μ以内は、同一焦点深度範囲とする。また、１〜数箇
所程度に分割される。

【０２５０】次いで、対象とするフィールドについて、
同一焦点深度領域内での（ｘ、ｙ）アドレスの変換マト
リクス（Ｘｃ、Ｙｃ）によりビーム偏向量を算出する
（Ｓ１１０）。このＸｃ、Ｙｃは各々図示の式（１６）
の通りとなる。ここに、Ｗｄはワークディスタンス、ｄ
は該当焦点深度区分の中央からＺ方向偏差を示す。

【０２５１】さらに、図１８に示すように、対象とする
フィールドについて、となりとのつなぎアドレスを換算
する（Ｓ１１１）。ここで、Ｓ１０８にて算出したつな
ぎ位置をＳ１１０の式（１６）を用いて換算する。

【０２５２】そして、対象とするフィールドについて、
中心にＸＹＺステージを移動し、高さをＥＢ（電子ビー
ム）のフォーカス位置に設定する（Ｓ１１２）。つま
り、ＸＹＺステージにてフィールド中心にセットする。
また、測定装置（高さ検出器）の信号を検出しながら、
ＸＹＺステージを移動し、高さ位置を読み取る。

【０２５３】また、対象とするフィールドについて、一
番外側（ｍ番目）の同一焦点深度内領域の高さ中心に電
子ビーム（ＥＢ）のフォーカス位置に合わせる（Ｓ１１
３）。具体的には、テーブルＢを参照し、ＸＹＺステー
ジを所定量フィールド中心の高さ位置との差分を移動す
る。

【０２５４】次に、対象とする同一焦点深度内につい
て、一番外側（ｎ番目）のラインのドーズ量及び多角形
の始点、終点の計算をする。なお、スタート（始点）、
エンド（終点）は、隣のフィールドとのつなぎ点とする
（Ｓ１１４）。この際、始点、終点は整数にするものと
し、ドーズ量は、ラジアル位置（入射角度）で決まった
最大ドーズ量と格子の位置で決められた係数に最大ドー
ズ量を掛け合わせたもので表され、そのようなドーズ量
の計算を行う（Ｓ１１５）。

【０２５５】次に、前記実施の形態に示したような補正
演算処理を行い（Ｓ１１６）、描画処理を行うこととな
る（Ｓ１１７）。より具体的には、メモリ、ハードディ
スク等の記憶領域内の各種補正テーブルに基づいて補正
データを算出し、それによって描画条件（例えばつなぎ
の調整が行われるような偏光器に与えるＸＹ方向の電圧
値等の調整等を行われるような各種タイミングパルス）
を補正した制御情報に基づいて描画制御が行われる。

【０２５６】そして、上記Ｓ１１３からＳ１１７を規定
回数実施する（Ｓ１１８）。

【０２５７】次に、ＸＹＺステージの移動、次のフィー
ルドの描画を行う準備を行う（Ｓ１１９）。この際、フ
ィールド番号、時間、温度などデータベース（ＤＢ）へ
の登録を行う。

【０２５８】このようにして、前記Ｓ１０９からＳ１２
０を規定回数実施する（Ｓ１２０）ことで、３次元に形
状変化する基材において、つなぎ等の調整を行いつつ描
画を行うことができる。

【０２５９】以上のように本実施の形態によれば、予め
測定用基材によりＺ軸方向の移動に伴うつなぎの誤差を
測定しておき、３次元的に形状変化する基材に描画する
際の描画処理にフィードバックすることにより、当該誤
差を補正を行いつつ描画を行うことができる。

【０２６０】［第５の実施の形態］次に、本発明にかか
る第５の実施の形態について、図１９に基づいて説明す
る。図１９は、本発明に係る第５の実施の形態を示す説
明図ある。

【０２６１】本実施の形態では、上記工程を含むプロセ
ス全体の工程、特に、光学素子等の光レンズを射出成形
によって製造するための金型等を製造する工程を説明す
る。

【０２６２】先ず、機械加工により金型（無電解ニッケ
ル等）の非球面加工を行う（加工工程）。次に、図１９
（Ａ）に示すように、金型により前記半球面を有する基
材５００の樹脂成形を行う（樹脂成形工程）。さらに、
基材５００を洗浄した後に乾燥を行う。

【０２６３】次いで、樹脂の基材５００の表面上の処理
を行う（樹脂表面処理工程）。そして、具体的には、図
１９（Ｂ）に示すように、基材５００の位置決めを行
い、レジストＬを滴下しつつスピナーを回転させて、ス
ピンコートを行う。また、プリペークなども行う。

【０２６４】スピンコーティングの後には、当該レジス
ト膜の膜厚測定を行い、レジスト膜の評価を行う（レジ
スト膜評価工程）。そして、図１９（Ｃ）に示すよう
に、基材５００の位置決めを行い、当該基材５００を
Ｘ、Ｙ、Ｚ軸にて各々制御しつつ前記第１の実施の形態
のように電子ビームにより３次元形状に変化する例えば
回折格子構造を有する曲面部の描画を行う（描画工
程）。

【０２６５】次に、基材５００上のレジスト膜Ｌの表面
平滑化処理を行う（表面平滑化工程）。さらに、図１９
（Ｄ）に示すように、基材５００の位置決めなどを行い
つつ、現像処理を行う（現像工程）。さらにまた、表面
硬化処理を行う。

【０２６６】次いで、ＳＥＭ観察や膜厚測定器などによ
り、レジスト形状を評価する工程を行う（レジスト形状
評価工程）。さらに、その後、ドライエッチングなどに
よりエッチング処理を行う。

【０２６７】次に、表面処理がなされた基材５００に対
する金型５０４を作成するために、図１９（Ｅ）に示す
ように、金型電鋳前処理を行った後、電鋳処理などを行
い、図１９（Ｆ）に示すように、基材５００と金型５０
４とを剥離する処理を行う。そして、剥離した金型５０
４に対して、表面処理を行う（金型表面処理工程）。そ
して、金型５０４の評価を行う。

【０２６８】このようにして、評価後、当該金型５０４
を用いて、射出成形により成形品を作成する。その後、
当該成形品の評価を行う。

【０２６９】以上のように本実施の形態によれば、前記
実施の形態の基材として光学素子（例えばレンズ）を形
成する場合に、３次元描画装置を用い曲面部上に回折格
子を描画し、金型を形成するようにし、当該光学素子を
金型を用いて射出成形により製造できるため、製造にか
かるコストダウンを図ることができる。

【０２７０】なお、回折格子構造を持たない、射出成形
で作成されるレンズの製造工程において基材を電子ビー
ム描画する際にも、前記実施の形態の手法を適用できる
ことは言うまでもない。

【０２７１】なお、本発明にかかる装置と方法は、その
いくつかの特定の実施の形態に従って説明してきたが、
当業者は本発明の主旨および範囲から逸脱することなく
本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形
が可能である。

【０２７２】例えば、上述の各実施の形態では、電子ビ
ーム描画装置に搭載された測定装置を用いて基準データ
の生成を行ったが、電子ビーム描画装置と別体に設けら
れる専用の測定装置を用いて測定用基材の描画ラインの
測定を行って補正データを生成するように構成してもよ
い。

【０２７３】そして、前記実施の形態では、電子ビーム
描画装置の場合を例にとって説明したが、本発明の「ビ
ーム」としては、電子ビームの照射によりパターンを描
画する電子ビーム描画装置に限らず、イオンビームの照
射によりパターンを描画するイオンビーム描画装置等の
可変成形ビーム方式の荷電ビーム描画装置であってもよ
い。この際、他の種々の製造装置に測定装置を搭載した
構成であってもよい。

【０２７４】さらに、前記実施の形態では、走査方向の
描画ラインを用いて誤差の計測を行う手法を説明した
が、副走査方向のラインを見るようにしてもよい。

【０２７５】なお、本発明にいう「描画ライン」とは、
線など連続線等の世間一般ないしは当業者間で用いられ
る字義、辞書的字義にとどまらず、前記のような解釈に
限らず、いわゆる点線や一点鎖線、二点鎖線などの不連
続なもの（断続線）も含む。また、特定の規則例えば所
定のＲをもった曲線等も含む。

【０２７６】また、上述の各実施の形態では、一面に曲
面部を有する基材の曲面部上に回折格子構造を形成する
場合について説明したが、一面が平面の基材上に回折格
子構造を形成する場合であってももちろんよい。

【０２７７】当然のことながら、これら基材ないしは光
学素子の形状に応じて金型の形状もそれに対応すうよう
変更する必要がある。

【０２７８】さらに、上述の実施の形態では、光レンズ
等の光学素子の基材を、直接描画する場合について説明
したが、樹脂等の光レンズを射出成形により形成するた
めの成形型（金型）を加工する場合に、上述の原理や処
理手順、処理手法を用いてもよい。

【０２７９】また、基材としては、ＤＶＤやＣＤなどに
用いられるピックアップレンズや回折格子のない対物レ
ンズ、回折格子ピッチ２０μのＤＶＤ―ＣＤ互換レン
ズ、回折格子ピッチ３μの高密度ブルーレーザー互換対
物レンズなどに適用することも可能である。

【０２８０】さらに、基材として光学素子を用いる場合
に、当該基材を有する電子機器としては、ＤＶＤ、ＣＤ
等の読取装置に限らず、多の種々の光学機器であっても
よい。

【０２８１】また、最終成型基材としては、一面にブレ
ーズ状の回折格子を有していればよく、他方の面は、通
常の平面、あるいは、偏光板機能、波長板機能、等を有
する面を備えた光学素子として形成するかは任意であ
る。

【０２８２】さらに、基材としては、曲面部を有しなく
ても、少なくとも傾斜面が形成されているものであって
もよい。また、基材が平面あるいは傾斜面であって、電
子ビームを所定角度で傾斜した状態で照射する場合であ
ってもよい。

【０２８３】加えて、上述した電子ビーム描画装置に限
らず、複数の各電子ビームにより各々独立して多重描画
可能に構成した場合であってもよい。例えば、基材上の
一方の描画線を描画しつつ、他方の描画線を描画可能に
形成する構成において、上述の描画手法を適用してもよ
い。

【０２８４】また、上述の各実施の形態の電子ビーム描
画装置において処理される処理プログラム、説明された
処理、メモリ、ディスク内のデータ（測定結果情報、各
種補正テーブル等）の全体もしくは各部を情報記録媒体
に記録した構成であってもよい。この情報記録媒体とし
ては、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半
導体メモリ並びに集積回路等を用いてよく、さらに当該
情報を他のメディア例えばハードディスク等に記録して
構成して用いてよい。

【０２８５】さらに、上記実施形態には種々の段階が含
まれており、開示される複数の構成要件における適宜な
組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。つまり、
上述の各実施の形態同士、あるいはそれらのいずれかと
各変形例のいずれかとの組み合わせによる例をも含むこ
とは言うまでもない。この場合において、本実施形態に
おいて特に記載しなくとも、各実施の形態及び変形例に
開示した各構成から自明な作用効果については、当然の
ことながら本例においても当該作用効果を奏することが
できる。また、実施形態に示される全構成要件から幾つ
かの構成要件が削除された構成であってもよい。

【０２８６】そして、これまでの記述は、本発明の実施
の形態の一例のみを開示しており、所定の範囲内で適宜
変形及び／又は変更が可能であるが、各実施の形態は例
証するものであり、制限するものではない。

【０２８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定用基材を電子ビームに対して一定角度傾けてセットし
て、描画を行うことにより得た現像後の描画ラインの傾
き等を測定することにより、載置台のＺ軸移動にともな
う変位や精度を把握して、つなぎの精度を測定すること
ができる。

【０２８８】また、測定により得た測定結果の情報をビ
ームを偏向走査するための偏向手段等にフィードバック
して載置台による描画ラインの乱れ、つなぎのずれを除
去することができ、３次元形状に変化する基材において
も容易に精度良く描画を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における電子ビーム描画
装置の全体の概略構成を示す説明図である。

【図２】同図（Ａ）（Ｂ）は、図１の電子ビーム描画装
置にて描画される基材を示す説明図であり、同図（Ｃ）
は、描画原理を説明するための説明図である。

【図３】電子ビーム描画装置におけるビームウエストを
説明するための説明図である。

【図４】制御系の具体的構成を機能的に示した機能ブロ
ック図である。

【図５】同図（Ａ）〜（Ｃ）は、測定用基材に測定用の
描画パターンを描画する際のＸＹＺステージおよび電子
ビームの動作を説明するための説明図である。

【図６】同図（Ａ）〜（Ｃ）は、測定用基材に描画され
る測定用の描画パターンの例を説明するための説明図で
ある。

【図７】ＸＹＺステージのＺ軸方向の移動に伴う描画ラ
インの誤差を説明するための説明図である。

【図８】同図（Ａ）〜（Ｃ）は、ＸＹＺステージのＺ軸
方向の移動に伴う描画ラインの誤差を説明するための説
明図である。

【図９】誤差制御系の詳細な構成の一例を示す機能ブロ
ック図である。

【図１０】電子ビーム描画装置にて描画を行う場合の処
理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１１】測定用基材に描画パターンを描画する際の処
理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１２】測定用基材に描画パターンを描画する際の処
理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１３】同図（Ａ）（Ｂ）は、測定用基材に測定用の
描画パターンを描画する際のＸＹＺステージおよび電子
ビームの動作を説明するための説明図である。

【図１４】測定用基材に描画される測定用の描画パター
ンの例を説明するための説明図である。

【図１５】同図（Ａ）（Ｂ）は、測定用基材に描画され
る測定用の描画パターンの例を説明するための説明図で
ある。

【図１６】電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合
の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１７】電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合
の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１８】電子ビーム描画装置にて基材を描画する場合
の処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図１９】同図（Ａ）〜（Ｆ）は、基材を用いて成形用
の金型を形成する場合の全体の処理手順を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

１ 電子ビーム描画装置 ２ 基材 ２ａ 曲面部 １０ 鏡筒 １２ 電子銃 １４ スリット １６ 電子レンズ １８ 仕切弁 １９ コイル ２０ 偏向器 ２２ 電子レンズ ２３ 対物レンズ ３０ ＸＹＺステージ（載置台） ４０ ローダ ５０ ステージ駆動手段 ６０ ローダ駆動装置 ７０ 真空排気装置 ８０ 第２の測定装置 ８２ 第１のレーザー測長器 ８４ 第１の受光部 ８６ 第２のレーザー測長器 ８８ 第２の受光部 ９１ ２次電子検出器 ９２ 微小電流計 １０１ 電気操作排気制御系 １０２ ＴＦＥ電子銃制御部 １０４ 集束レンズ制御部 １０５ 非点補正制御部 １０６ 対物レンズ制御部 １０８ スキャン信号発生部 １１１ ２次電子検出制御部 １１２ イメージ信号表示制御部 １１３ 真空排気制御回路 １１４ 制御部 １２０ 描画制御系 １２２ａ 成形偏向部 １２２ｂ 副偏向部 １２２ｃ 主偏向部 １３１ 第１のレーザー測定制御回路 １３２ 第２のレーザー測定制御回路 １４０ 第１の測定算出部 １４２ 第２の測定算出部 １５０ ステージ制御回路 １５２ ローダ制御回路 １５４ 機構制御回路 １６１ ビームブランキング制御部 １６７ ＥＢ偏向制御部 １６９ ＣＰＧインターフェース ３００ 制御系 １８０ 情報処理ユニット １８１ 操作入力部 １８２ 表示部 １８３ ハードディスク １８６ 制御部 １８６ａ モード切換制御部 １８６ｂ 画像処理部 ４００ 誤差制御系

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F067 AA24 AA26 BB04 CC13 EE05 HH06 JJ05 KK04 NN02 PP12 RR13 2H097 AA03 CA16 GB04 LA17

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材に対する描画の精度を測定する測定
   方法であって、 測定用基材を前記ビームに対して特定の角度に傾けて配
   置し、前記測定用基材を載置する載置台を少なくとも前
   記ビームが照射される第１の方向に沿って移動させ、前
   記測定用基材に対して少なくとも前記載置台を移動させ
   る前後にて前記測定用基材上の異なる位置に各々前記ビ
   ームを走査することで前記測定用基材上に複数の各描画
   パターンを各々描画する描画ステップと、 前記測定用基材上に描画された、少なくとも前記載置台
   の移動前後の各描画パターンの相関関係を測定する測定
   ステップと、 を含むことを特徴とする測定方法。
2. 【請求項２】 前記測定ステップは、一方の前記描画パ
   ターンに対する他方の前記描画パターンの位置関係を測
   定することを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
3. 【請求項３】 前記測定ステップは、一方の前記描画パ
   ターンに対する他方の前記描画パターンの傾きの誤差を
   測定することを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
4. 【請求項４】 前記測定ステップは、各前記描画パター
   ン間の間隔の誤差を測定することを特徴とする請求項１
   に記載の測定方法。
5. 【請求項５】 前記測定ステップは、特定の走査距離に
   対する一方の描画パターンの全長と他方の前記描画パタ
   ーンの全長との誤差を測定することを特徴とする請求項
   １に記載の測定方法。
6. 【請求項６】 前記描画パターンは描画ラインであり、 前記描画ステップは、 前記ビームの走査方向に沿って複数の描画ラインを特定
   の間隔をおいて描画する第１ステップと、 前記載置台を前記第１の方向に沿って移動させる第２ス
   テップと、 前記第１ステップでの前記走査方向の走査開始位置をず
   らした状態で、前記ビームの走査方向に沿って複数の描
   画ラインを特定の間隔をおいて描画する第３ステップ
   と、 前記載置台を、前記第２ステップでの位置よりさらに前
   記第１の方向に沿って前記第２のステップでの移動距離
   と略等しい距離に移動させる第４ステップと、 前記第１〜前記第４の各ステップを繰り返すステップ
   と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
7. 【請求項７】 前記描画パターンは描画ラインであり、 前記描画ステップは、 前記ビームの走査方向に沿って１本の描画ラインを描画
   する第１ステップと、 前記載置台を前記第１の方向に沿って特定の距離に移動
   させる第２ステップと、 前記ビームの走査方向に沿って１本の描画ラインを前記
   第１ステップでの描画ラインと特定の間隔をおいて描画
   する第３ステップと、 前記載置台を、前記第２ステップでの位置よりさらに前
   記第１の方向に沿って前記第２のステップでの移動距離
   と略等しい距離に移動させる第４ステップと、 前記第１〜前記第４の各ステップを繰り返すステップと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
8. 【請求項８】 前記描画パターンは描画ラインであり、 前記描画ステップは、 前記走査方向に沿って特定の間隔の複数の各描画ライン
   による第１の描画領域を描画する第１ステップと、 前記載置台を前記第１の方向に沿って特定の距離に移動
   させる第２ステップと、 前記第１の描画領域と隣接する位置にて前記走査方向に
   沿って特定の間隔の複数の各描画ラインからなる第２の
   描画領域を描画する第３ステップと、 前記第１〜前記第３の各ステップを繰り返すステップ
   と、 を含むことを特徴とする請求項１に記載の測定方法。
9. 【請求項９】 前記描画ステップは、各描画領域に描画
   される各描画ラインを、各描画領域の境界部に近い描画
   ラインのみとすることを特徴とする請求項８に記載の測
   定方法。
10. 【請求項１０】 前記描画ステップは、 前記第１の描画領域に描画される各描画ラインを、副走
    査方向に沿って描画形成された第１の目盛りとして描画
    するステップと、 前記第２の描画領域を、前記第１の描画領域と一部オー
    バーラップするオーバーラップ部を含むように形成し、
    前記第２の描画領域に描画される各描画ラインを、副走
    査方向に沿って描画形成された第２の目盛りとして描画
    し、この際に、前記オーバーラップ部において前記第１
    の目盛りと走査方向で相隣接するように前記第２の目盛
    りを形成するステップと、 を含み、 前記測定ステップは、前記第１の目盛りと前記第２の目
    盛りとの誤差を測定することを特徴とする請求項８に記
    載の測定方法。
11. 【請求項１１】 前記描画領域に形成される描画ライン
    は、走査方向の描画ラインと副走査方向の描画ラインと
    の組み合わせであることを特徴とする請求項８に記載の
    測定方法。
12. 【請求項１２】 前記描画パターンは、略直線であるこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうちいずれか
    一項に記載の測定方法。
13. 【請求項１３】 前記描画パターンは、断続線であるこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項１１のうちいずれか
    一項に記載の測定方法。
14. 【請求項１４】 前記描画パターンは、特定の規則を有
    する曲線であることを特徴とする請求項１乃至請求項１
    １のうちいずれか一項に記載の測定方法。
15. 【請求項１５】 前記描画パターンは、前記ビームの走
    査方向もしくは副走査方向に沿って描画されるように設
    定されることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のう
    ちいずれか一項に記載の測定方法。
16. 【請求項１６】 請求項１乃至請求項１５のうちいずれ
    か一項に記載の測定方法により測定された測定結果に基
    づいて、基材に対するビームの描画を制御する描画方法
    であって、 当該測定結果に基づいて、描画条件を補正するための補
    正データを算出する算出ステップと、 前記補正データに基づいて、前記基材上で前記ビームを
    走査して描画を行う際の描画条件を補正演算し、当該描
    画の制御がなされる描画制御ステップと、 を含むことを特徴とする描画方法。
17. 【請求項１７】 前記描画条件は、各描画領域における
    前記ビームを偏向する偏向手段に与える電圧情報である
    ことを特徴とする請求項１６に記載の描画方法。
18. 【請求項１８】 ３次元形状に変化する基材に対してビ
    ームを照射することで当該基材上に描画を行う描画方法
    であって、 測定用基材に対して前記ビームを照射することにより仮
    描画し、描画装置の精度を測定して描画条件の校正を行
    うための第１のモードと、前記基材に対してビームを照
    射して本描画を行う第２のモードとのモード切換が設定
    されるモード設定ステップと、 設定された第１、第２のいずれかのモードに基づいて、
    前記測定用基材又は基材に対して描画を行う描画ステッ
    プと、 を含むことを特徴とする描画方法。
19. 【請求項１９】 前記第１のモードにおいて、 前記測定用基材を前記ビームに対して特定の角度に傾け
    て配置し、前記測定用基材を載置する載置台を少なくと
    もＺ軸方向に沿って移動させつつ、前記測定用基材に対
    して少なくとも前記載置台を移動させる前後にて前記測
    定用基材上の異なる位置に各々前記ビームを走査するこ
    とで複数の各描画ラインを各々描画する描画ステップ
    と、 前記測定用基材上に描画された、少なくとも前記載置台
    の移動前後の各描画ラインの位置関係を測定する測定ス
    テップと、 当該測定結果に基づいて、描画条件を補正するための補
    正データを算出する算出ステップと、 を含むことを特徴とする請求項１８に記載の描画方法。
20. 【請求項２０】 ３次元形状に変化する基材に対してビ
    ームを照射することで当該基材上に描画を行う描画方法
    であって、 測定用基材を前記ビームに対して特定の角度に傾けて配
    置し、前記測定用基材を載置する載置台を少なくともＺ
    軸方向に沿って移動させつつ、前記測定用基材に対して
    少なくとも前記載置台を移動させる前後にて前記測定用
    基材上の異なる位置に各々前記ビームを走査することで
    複数の各描画ラインを各々描画する描画ステップと、 前記測定用基材を現像する現像ステップと、 前記測定用基材上に描画された現像後の各描画ラインの
    位置関係を測定する測定ステップと、 当該測定結果に基づいて、描画条件を補正するための補
    正データを算出する算出ステップと、 前記測定用基材を前記基材と交換して前記載置台上にセ
    ットするステップと、 前記補正データに基づいて、前記基材上で前記ビームを
    走査して描画を行う際の描画条件を補正演算し、前記基
    材に対する当該描画の制御がなされる基材描画ステップ
    と、 を含むことを特徴とする描画方法。
21. 【請求項２１】 前記測定用基材描画ステップでは、 前記測定用基材を前記特定の角度に傾けて配設させるた
    めの配設部材を、前記載置台上に設けた状態で描画する
    ことを特徴とする請求項２０に記載の描画方法。
22. 【請求項２２】 請求項１６乃至請求項２１のうちいず
    れか一項に記載の描画方法を用いて基材を製造する基材
    の製造方法であって、 描画された前記基材を現像し、現像された前記基材の表
    面で電鋳を行い、成型用の金型を形成するステップを含
    むことを特徴とする基材の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記成型用の金型を用いて成型基材を
    形成するステップを有することを特徴とする請求項２２
    に記載の基材の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記成型基材を、光学素子にて形成す
    ることを特徴とする請求項２３に記載の基材の製造方
    法。
25. 【請求項２５】 前記光学素子をレンズにて形成するこ
    とを特徴とする請求項２４に記載の基材の製造方法。
26. 【請求項２６】 ３次元に形状変化する基材に対して電
    子ビームを走査することにより前記基材の描画を行う電
    子ビーム描画装置であって、 予め測定用基材に対して前記電子ビームを照射すること
    により仮描画し、描画の精度を測定して描画条件の校正
    を行うための第１のモードと、前記基材に対して前記電
    子ビームを照射して本描画を行う第２のモードとのモー
    ド設定の切換を制御するモード切換手段と、 設定された第１、第２のいずれかのモードに基づいて、
    前記測定用基材もしくは前記基材に対して描画を行うよ
    うに制御する制御手段と、 を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
27. 【請求項２７】 ３次元に形状変化する基材に対して電
    子ビームを走査することにより前記基材の描画を行う電
    子ビーム描画装置であって、 測定用基材を前記電子ビームに対して特定の角度に傾け
    て配置し、前記測定用基材を載置する載置台を少なくと
    もＺ軸方向に沿って移動させ、前記測定用基材に対して
    少なくとも前記載置台を移動させる前後にて前記測定用
    基材上の異なる位置に各々前記電子ビームを走査するこ
    とで複数の各描画ラインを各々描画し、前記測定用基材
    上に描画された各描画ラインの位置関係を測定する測定
    手段と、 前記測定手段による測定結果に基づいて、描画条件を補
    正するための補正データを算出する算出手段と、 前記補正データに基づいて、前記基材上で前記ビームを
    走査して描画を行う際の描画条件を補正演算し、前記基
    材の描画を行うように制御する制御手段と、 を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
28. 【請求項２８】 前記制御手段は、前記補正データに基
    づいて、前記ビームの偏向を行う偏向手段に与える電圧
    を制御して前記基材の描画を行うように制御することを
    特徴とする請求項２７に記載の電子ビーム描画装置。
29. 【請求項２９】 電子ビームを照射する電子ビーム照射
    手段と、 前記電子ビーム照射手段にて照射された電子ビームの焦
    点位置を可変とするための電子レンズと、 前記電子ビームを照射することで描画される３次元に形
    状変化する基材もしくは測定用基材を載置する載置台
    と、 前記電子ビームを前記載置台の載置面のＸ軸Ｙ軸方向に
    偏向する偏向手段と、 前記測定用基材上に描画される測定用の描画パターンを
    測定するための第１の測定手段と、 前記基材上に描画される描画位置を測定するための第２
    の測定手段と、 前記第１の測定手段による測定結果に基づいて、前記偏
    向手段に与える電圧を補正するための補正データを算出
    する算出手段と、 前記第２の測定手段にて測定された前記描画位置に基づ
    き、前記電子レンズの電流値もしくは前記載置台のＺ軸
    方向の移動を調整して前記電子ビームの焦点位置を前記
    描画位置に応じて可変制御する第１の制御手段と、 前記測定用基材に描画パターンを描画した後に前記基材
    に交換し、前記補正データに基づいて、前記偏向手段に
    与える電圧を補正演算し、前記基材の描画を行うように
    制御する第２の制御手段と、 を含み、 前記第１の測定手段は、 前記測定用基材を前記電子ビームに対して特定の角度に
    傾けて前記載置台上の配設部材に配置して、前記測定用
    基材に対して少なくとも前記載置台をＺ軸方向に移動さ
    せる前後にて前記測定用基材上の異なる位置に各々前記
    電子ビームを走査することで複数の各描画ラインを各々
    描画し、前記測定用基材上に描画された各描画ラインの
    位置関係を測定することを特徴とする電子ビーム描画装
    置。